返回值优化和私有复制构造函数答案

【问题标题】：Return Value Optimization and private copy constructors返回值优化和私有复制构造函数
【发布时间】：2012-06-26 14:15:18
【问题描述】：

我编写了一个简单的链表，因为最近的一次面试编程挑战向我展示了我的 C++ 已经生锈了。在我的列表中，我声明了一个私有副本构造函数，因为我想明确避免制作任何副本（当然还有懒惰）。当我想按值返回一个拥有我的列表之一的对象时，我遇到了一些麻烦。

class Foo
{
   MyList<int> list;  // MyList has private copy constructor

   public:
      Foo() {};
};

class Bar
{
   public:
      Bar() {};

      Foo getFoo()
      {
         return Foo();
      }
};

当我尝试按值返回 Foo 对象时，我收到一个编译器错误，提示 MyList 有一个私有复制构造函数。 Return-Value-Optimization 是否应该否定任何复制的需要？我需要编写一个复制构造函数吗？在我开始寻找这个问题的解决方案之前，我从来没有听说过移动构造函数，这是最好的解决方案吗？如果是这样，我将不得不阅读它们。如果不是，解决这个问题的首选方法是什么？

【问题讨论】：

RVO 是一种优化。如果您不允许复制构造，那么您将无法复制构造。如果您确实允许，则可以应用 RVO。
优化不应该改变行为，相反，编译器只有在能够保证预期行为的情况下才能进行优化。要通过复制返回，对象必须是可复制的。
@lvella：虽然在这种情况下，优化是允许改变行为 - 即使副本有副作用，也可以省略。但是你是正确的，复制构造函数必须是可访问的。
@lvella RVO 被允许改变行为。但是没有 RVO 的代码必须是合法的，所以编译器仍然期望找到一个有效的复制构造函数。

标签： c++

【解决方案1】：

标准明确指出构造函数仍然需要可访问，即使它已被优化掉。在最近的草稿中查看12.8/32。

在这种情况下，我更喜欢使对象可移动且不可复制。它使所有权非常明确和明确。

否则，您的用户始终可以使用shared_ptr。隐藏共享所有权充其量是一个值得怀疑的想法（除非您可以保证所有值都是不可变的）。

【讨论】：

那么我最好的做法是什么？为了编译器的缘故允许浅拷贝并希望没有人真正创建一个？
@jlunavtgrad 我为此类设计决策加了 2 美分。

【解决方案2】：

基本问题是按值返回可能复制。标准不要求 C++ 实现在适用的地方应用复制省略。这就是为什么对象仍然必须是可复制的：以便实现决定何时使用它不会影响代码是否格式正确。

无论如何，它不一定适用于用户可能喜欢的每个副本。例如没有省略复制分配。

我认为您的选择是：

实施正确的副本。如果有人因为复制而导致程序运行缓慢，那么他们的分析器会告诉他们，如果您不想阻止他们，则不必将其作为您的工作。
执行正确的移动，但没有复制（仅限 C++11）。
更改getFoo 以采用Foo&（或者可能是Foo*）参数，并通过以某种方式改变其对象来避免复制。一个高效的swap 会派上用场。如果getFoo 真的像您的示例那样返回默认构造的Foo，这是毫无意义的，因为调用者需要在调用getFoo 之前构造Foo。
返回一个动态分配的Foo，包裹在一个智能指针中：auto_ptr 或unique_ptr。定义为创建对象并将唯一所有权转移给其调用者的函数不应返回 shared_ptr，因为它没有 release() 函数。
提供一个复制构造函数，但如果它曾经被使用过，它会以某种方式爆炸（链接失败、中止、抛出异常）。这样做的问题是（1）它注定要失败，但编译器什么也没说，（2）你正在强制执行质量，所以如果有人出于任何原因故意禁用 RVO，你的类就无法工作。

我可能错过了一些。

【讨论】：

【解决方案3】：

解决方案是实现您自己的复制构造函数，该构造函数将使用MyList 的其他方法来实现复制语义。

...我想明确避免制作任何副本

你必须选择。要么你不能复制一个对象，比如std::istream；那么你必须将这些对象保存在指针/引用中，因为它们可以被复制（在 C++11 中，你可以使用移动语义）。或者你实现复制构造函数，这可能比在每个需要复制的地方解决问题更容易。

【讨论】：