从函数中按值返回stl向量的有效方法

Question

这是Efficient way to return a std::vector in c++的一个扩展问题

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <chrono>

std::vector<int> func1() {
    std::vector<int> v;
    v.reserve(1e6);
    for (int i = 0; i < 1e6; i++) v.emplace_back(i);
    return v;
}

std::vector<int> func2() {
    std::vector<int> v;
    v.reserve(1e6);
    for (int i = 0; i < 1e6; i++) v.emplace_back(i);
    return std::move(v);
}

int main() {
    auto start1 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v1 = func1();
    auto end1 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end1-start1).count());

    auto start2 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v2 = func2();
    auto end2 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end2-start2).count());

/*
    auto start3 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v3 = v2;
    auto end3 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end3-start3).count());
*/

    return 0;
}

在方法 2 中，我明确告诉编译器我要移动而不是复制向量，但多次运行代码显示方法 1 有时实际上优于方法 2，即使方法 2 获胜，也差不了多少.

方法 3 始终是最好的。当我必须从函数返回时如何模拟方法 3？ （不，我不能通过引用）

使用 gcc 6.1.0

Answer 1

方法 1 - 您正在使用 Named Return Value Optimization (NRVO)。实际上，这是最好的，因为在优化代码中根本没有构建临时对象。如果编译器无法进行 NRVO，它将使用移动语义，与方法 2 相同。

方法 2 - 您正在有效地关闭 NRVO，并强制移动目标 std::vector 的构造函数。所以，这样不好，方法一。

方法 3 - 实际上，您是在此处复制向量，这是迄今为止最差的性能。但是，由于您一次复制向量（一大块内存，而不是许多 emplaces） - 您可以获得最佳性能，但这在方法 1 或 2 的用例中是不可复制的。

NRVO 如何运作？ 当您只有一个返回值时：在这种情况下是std::vector<int> v，编译器根本不会在函数内部创建这个向量。它创建未命名的右值向量，您将返回该向量，并将对它的引用传递给您的函数。

这样的事情会在优化的代码中发生：

std::vector<int> func1(std::vector<int>& hidden) {
     hidden.emplace_back(stuff);
     return;
}