使用 std::optional 时的命名返回值优化

【问题标题】：Named Return Value Optimization when using std::optional使用 std::optional 时的命名返回值优化
【发布时间】：2019-11-15 21:39:40
【问题描述】：

我最近发现std::optional 可以提高代码的清晰度，尤其是对于函数的返回值。但是，我对它对性能的影响有疑问。更具体地说，我想知道是否可以编写类似于以下代码的代码，以允许编译器应用命名返回值优化。

struct Data
{
    int x;
    int y;
};

std::optional<Data> makeData(bool condition)
{
    Data data;

    if(condition)
    {
        data.x = 2.0;
        data.y = 2.0;

        return data;
    }
    else
    {
        return {};
    }
}

【问题讨论】：

您甚至可以通过if (condition) return Data{2., 2.}; else return std::nullopt; 拥有RVO。
return语句的类型必须与RVO的函数返回类型一致。

标签： c++ optional nrvo

【解决方案1】：

好吧，在这种情况下，as-if 规则已经足够了：Data 是普通可复制和普通可破坏的，因此您无法观察编译器是否复制它，或者它是否直接将其构造到 std::optional<Data> 返回目的。为了防止复制，不需要 NRVO。

假设您给Data 一个带有副作用的复制构造函数。那么 NRVO 是否适用的问题将是相关的。答案是否定的：NRVO 不适用，因为局部变量的类型与函数返回类型不同。为了让 NRVO 发生，你可以这样写：

std::optional<Data> r;
if (condition) {
    r.emplace();
    r.x = 2.0;
    r.y = 2.0;
}
return r;

【讨论】：

Data 是非复制不可移动类的任何解决方案？ NRVO 与 RVO 不同，不能保证。
哦，我可以回答我自己的评论。 std::in_place 是我的朋友。我可以return std::optional<Data>{std::in_place, 2.0, 2.0}