局部堆栈变量成员的返回值优化

Question

我有一段通用代码，在实例化时归结为：

struct A{...};

A f1(){
    A ret;
    std::pair<A&, int> p(ret, 1);
    p = g(); // g returns a pair<A, int>, but I am not interested in g
    return ret; // RVO :)
};

据我了解，这适用于 RVO。

问题是，这个其他代码会返回带有 RVO 的 A 类型的对象吗？

A f2(){
    std::pair<A, int> p;
    p = g();
    return p.first; // RVO ?
};

我了解，由于返回对象被遮挡，它不会执行 RVO，或者编译器可能无法选择“优化”。 但我看不出它不可能的根本原因，换句话说，我认为为了保持一致性，它应该做 RVO（我想要）。

之所以问，是因为我认为f2 比f1 更优雅的代码。

最后一个版本应该做 RVO 吗？如果是，它是否依赖于编译器？

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我对 gcc 8.1 的粗略测试表明 RVO 在下面的 f2 和 f3 中不起作用：

struct A{
    double something;
    A() = default;
    A(A const& other) : something(other.something){std::cerr << "cc" << '\n';}
    A(A&& other) : something(other.something){std::cerr << "mc" << '\n';}
};

A f1(){
    A ret;
    std::pair<A&, int> p(ret, 1);
    p.first.something = 5.;
    return ret; // RVO :)
};

A f2(){
    std::pair<A, int> p;//(ret, 1);
    p.first.something = 5.;
    return p.first; // no RVO :(
};

A f3(){
    std::pair<A, int> p;//(ret, 1);
    p.first.something = 5.;
    return std::move(p).first; // no RVO :(
};


int main(){
    A a1 = f1(); // prints nothing, RVO
    A a2 = f2(); // prints "cc"; no RVO! Why?
    A a3 = f3(); // prints "mc" (no much gain in this case); still no RVO!
}

Answer 1

要使 RVO 工作，返回值需要在调用者期望找到它的存储中实例化。也许这是一个名称由调用约定指定的寄存器，或者它在堆栈上。

std::pair<A, int> 本质上是：

struct foo {
    A first;
    int second;
};

现在，如果需要将返回值存储在sizeof(A) 的特定位置，但该对的大小较大，则该对不可能存储在那里。仍然可以使 RVO 工作的唯一方法是，如果被调用者知道在函数执行时允许破坏返回值后面的 sizeof(int) 字节。但在这种情况下，该语言可能不需要 RVO，因为它可能无法在每个调用约定中实现。