Question

这个网站上有很多关于返回值优化的问题（我认为这是一个相当令人困惑的话题），但我似乎无法找到一个回答我特定问题的问题。如果我的代码如下所示：

returnType function() { stuff....}

void someOtherFunction()
{
    returnType var = function();
    more stuff...
}

我被告知编译器可能决定不在returnType中使用someOtherFunction()的两个实例。从逻辑上讲，我希望function()生成returnType类型的对象，someOtherFunction()将通过复制构造函数（重载或不重载）将该值接收到临时值。然后我希望通过赋值（可以重载并且在理论上可以具有任何类型的功能！）将临时值复制到var中，之前已经通过默认构造函数初始化了。{1}}。

我在这看到一个潜在的问题。如果returnType中没有someOtherFunction()的临时副本，会发生什么？不能通过复制构造函数使用var的返回值直接填充function()吗？如果是这样，不会调用赋值运算符吗？如果是这样，并且如果赋值运算符过载，那么这不能改变程序的功能吗？如果是这样，这是否意味着程序员有责任确保=始终与复制构造函数做同样的事情？我讨厌运行这一长串问题，但如果是这样，为什么C ++允许你定义复制构造函数来做除赋值之外的事情？

Answer 1

然后我希望通过赋值复制临时值（这可能是超载的，理论上可以有任何一种功能！）到var，它之前已被初始化通过默认构造函数。

嗯，首先，这是非常错误的。

int x = 0;
int x(0);

这两行是相同的 - 构造函数调用。存在一些差异 - 我认为第一个不能调用显式构造函数 - 但它们是相同的函数调用。没有默认构造，也没有赋值操作符调用。它们都是直接构造。

基本上，标准说“如果你在复制构造函数中复制一个对象以外的其他东西，这是你自己的愚蠢错误，我笑了，因为你的程序在优化器消除调用时没有表现出预期的行为”。当然，这些是我自己的释义词，但标准对于优化器被允许消除副本非常明确。在C ++ 0x中，这也适用于移动。

上面的代码片段确实是

returnType function() { stuff....}

void someOtherFunction()
{
    returnType var(function());
    more stuff...
}

这不是优化版本，它就是它的真实含义。赋值运算符从不调用。使用NRVO，它看起来像

void function(void* mem) { // construct return value into mem
    new (mem) returnType;
    // Do shiz with returnType;
}
void someOtherFunction() {
    // This doesn't respect some other things like alignment
    // but it's the basic idea
    char someMemory[sizeof(returnType)];
    function(someMemory);
    // more stuff here
}

当然，即使在异常的情况下，编译器也必须处理破坏对象，并确保所有别名都是正确的类型，对齐，以及我在其中没有处理的其他一些事情样本，但希望你得到一般的要点。

Answer 2

回答你的最后几个问题：

...如果赋值运算符过载，则无法改变程序的功能？如果是这样，那是否意味着它是程序员有责任确保=始终如一作为复制构造函数的东西？而且我讨厌经营这条长链问题，但如果是这样，为什么C ++允许您定义副本构造函数除了赋值之外还要做什么？

是的，赋值运算符实际上可以更改程序的功能。但是，赋值运算符完全可以执行与复制构造函数不同的操作，但仍然具有相同的 observable 行为。例如，对于String类，我可以根据复制构造函数定义赋值运算符：

class String
{
public:
    String(const wchar_t* str) : buffer(str) {}
    String(const String& rhs) : buffer(rhs.buffer) {}

    String& operator=(String rhs) // copy-and-swap idiom
    {
         Swap(rhs);
         return *this;
    }

    // ...

    void Swap(String& rhs)
    {
        buffer.Swap(rhs.buffer);
    }

private:
    // StringBuffer is an RAII wrapper for a string character array
    // allocated on the free store
    StringBuffer buffer;
};

在上面的代码中，copy-constructor和赋值运算符基本上做同样的事情。但是如果接收String有足够的内存来保存源字符串，那么将其丢弃而不是简单地覆盖现有内容是相当浪费的。

String& operator=(const String& rhs)
{
    // We don't have enough room to hold the source string.
    // Copy over to a new, bigger buffer.
    if(rhs.buffer.Length() > buffer.Length())
    {
        String temp(rhs);
        Swap(temp);
        // temp holds our old buffer now, and will be destroyed
        // when we exit this scope thanks to RAII.
    }
    else
    {
        // Instead of throwing away our existing buffer and having
        // to allocate a new one, let's just overwrite what we
        // have since our buffer is big enough.
    }
}

显然，为<{1}}分配涉及与复制构建 a String完全不同的代码，但仍然具有相同的可观察的行为（现在我们有两个合法的字符串副本）。不同之处在于，这个更复杂的String赋值运算符可以避免不必要的内存分配。

如果C ++语言强迫你让复制构造函数和赋值运算符做同样的事情，我将无法进行这种优化。是的，我负责确保复制构造函数和赋值运算符按照您的想法执行，但无论如何，对所有其他运算符/特殊成员函数都是如此。

关于返回值优化的C ++问题

2 个答案: