Question

RVO（Return Value Optimization）是否保证或适用于C ++编译器（特别是GCC）中的所有对象和情境？

如果答案是“否”，那么这个类/对象的优化条件是什么？如何强制或鼓励编译器对特定的返回值执行RVO？

Answer 1

返回值优化可以始终应用，不能普遍应用的是命名返回值优化。基本上，为了进行优化，编译器必须知道将在构造对象的位置返回哪个对象。

在RVO（返回临时）的情况下，该条件得到满足：对象在return语句中构造，并且返回它。

对于NRVO，您必须分析代码以了解编译器是否可以知道该信息。如果对函数的分析很简单，那么编译器可能会优化它（单个return语句不包含条件，例如;同一对象的多个return语句;多个return语句，如T f() { if (condition) { T r; return r; } else { T r2; return r2; } }其中编译器知道将返回r或r2 ...）

请注意，您只能在简单的情况下假设优化，具体而言，维基百科中的示例实际上可以通过足够聪明的编译器进行优化：

std::string f( bool x ) {
   std::string a("a"), b("b");
   if ( x ) return a; 
   else return b;
}

可以由编译器重写为：

std::string f( bool x ) {
   if ( x ) {
      std::string a("a"), b("b");
      return a;
   } else {
      std::string a("a"), b("b");
      return b;
   }
}

此时编译器可以知道在第一个分支a中将构造代替返回的对象，而在第二个分支中，同样适用于b。但我不指望这一点。如果代码很复杂，则假设编译器无法生成优化。

编辑：有一个案例我没有明确提到，不允许编译器（在大多数情况下，即使允许编译器，也不可能这样做）来优化掉副本从函数的参数到return语句：

T f( T value ) { return value; } // Cannot be optimized away --but can be converted into
                                 // a move operation if available.

Answer 2

是否保证gcc编译器中所有对象的RVO（返回值优化）？

无法保证优化（尽管RVO相当可靠，但确实存在some cases that throw it off）。

如果答案为“否”，那么对于类/对象进行此优化的条件是什么？

一个非常故意从你身上抽象出来的实现细节。

请不要知道也不关心这个。

Answer 3

对于Jesper：如果要构建的对象很大，则可能需要避免复制（或者至少非常需要）。

如果发生RVO，则避免复制，您无需再编写任何代码行。

如果没有，你必须手动完成，自己编写额外的脚手架。这可能涉及提前指定一个缓冲区，迫使你为这个空（可能无效，你可以看到这个不干净）对象和一个“构造”这个无效对象的方法写一个构造函数。

所以'如果有保证，它可以减少我的代码行。不是吗？'并不意味着马苏德是个白痴。不幸的是，RVO并不能保证。你必须测试它是否发生，如果没有，写下脚手架并污染你的设计。它不能被束缚。

Answer 4

R值参考（C ++ 11的新功能）是您的问题的解决方案，允许您使用Type(Type &&r);（移动构造函数）明确地，而不是Type(const Type &r)（复制构造函数）。

例如：

class String {
  public:    
    char *buffer;

    String(const char *s) { 
      int n = strlen(s) + 1;
      buffer = new char[n];
      memcpy(buffer, s, n);
    }

    ~String() { delete [] buffer; }

    String(const String &r) { 
      // traditional copy ...
    }

    String(String &&r) {
      buffer = r.buffer; // O(1), No copying, saves time.
      r.buffer = 0;
    }
};

String hello(bool world) {
  if (world) {
    return std::move( String("Hello, world.") );
  } else {
    return std::move( String("Hello.") );
  }
}

int main() {
  String foo = hello();
  std::cout <<foo.buffer <<std::endl;
}

这不会触发复制构造函数。

<强> EDIT1

代码

return std::move( String(...) );

可以缩短为

return String(...);

由于临时对象默认为R-value-ref。

Answer 5

我没有是或否答案，但你说如果你正在寻找的优化得到保证，你可以编写更少的代码行。

如果您编写需要编写的代码，程序将始终有效，如果有优化，它将更快地运行。如果确实存在优化“填补空白”的逻辑而不是代码的机制并使其工作，或彻底改变逻辑的情况，这似乎是我想要修复的错误而不是我希望依赖或利用的实现细节。

RVO（返回值优化）是否适用于所有对象？

5 个答案: