返回值优化和构建结构的函数答案

【问题标题】：Return Value Optimization and functions that build structures返回值优化和构建结构的函数
【发布时间】：2015-03-09 23:53:05
【问题描述】：

我有一个“构建”要返回的结构的函数：

struct stuff {
    int a;
    double b;
    Foo c;
};
stuff generate_stuff() {
    Foo c = generate_foo();
    //do stuff to Foo, that changes Foo:
    //...
    return {1, 2.0, c};  //should this be return {1, 2.0, move(c)};?
}

我应该将c 移出该功能吗？我意识到，(N)RVO 经常可以就地构建对象，但有时可能并非如此。什么时候不能完成 (N)RVO，因此，我应该什么时候移动函数的对象？

换句话说，这显然是返回的临时的 RVO。问题变成了，NRVO（命名返回值优化）会发生在c 上吗？将c就地构造（在函数的调用点，在临时的stuff结构内），还是将c在函数中构造，然后复制到调用点的结构中。

【问题讨论】：

这构造了一个stuff 类型的临时文件：它将保存c 的副本（作为左值，c 不能移动到这个临时文件中）。然后这个临时本身可以被移出函数，并且它的Foo成员（本身是c的副本）将在那时被移动。
如果Foo 包含内置类型，那么它不会产生影响，但假设移动构造Foo 比复制构造它更便宜，你应该使用std::move(c)。复制省略允许在该实例中省略 stuff 的复制/移动，但同样不适用于构成 stuff 的数据成员的构造。
RVO 仅适用于临时对象，如果要返回的表达式是名称，则 NRVO 仅适用于返回语句。因此，return {1, 2.0, generate_foo()}; 和 stuff s = {1, 2.0, generate_foo()}; /* do something */ return s; 都可以使用 (N)RVO。
@Praetorian：可以假设 Foo 不是 POD。 @IgorTandetnik：因此，stuff 类型的临时对象将在调用站点 (RVO) 构建，问题是 c 是否将构建到位，还是必须移动。
不，这不是优化。标准要求return {..}; 直接初始化返回值。这与return 表达式 ; 不同，注意花括号初始化列表不是表达式。

标签： c++ c++11 move rvo

【解决方案1】：

您对move(c) 的调用不是将 c 移出函数，而是将其移入从函数返回的临时结构中。临时返回值应始终受益于 RVO。但是，我相信 c 到临时的移动/复制不能被优化掉，因为 c 本身不是临时的。所以这里的移动版本应该总是至少和复制版本一样高效（用 g++、clang++ 和 MVC++ 测试了一个简单的场景）。

如果您必须绝对最小化复制/移动操作的数量，那么您可以编写

struct stuff {
    int a;
    double b;
    Foo c;
};
stuff generate_stuff() {
    stuff s{ 1, 2.0, generate_foo() };
    //use s.c instead of c
    //...
    return s;  
}

由于 NRVO，这将导致仅 Foo 的单个构造并且没有复制/移动。

编辑：正如@dyp 在您的问题的 cmets 中指出的那样，Stuff 的就地构造实际上并不是 RVO 的情况，而是标准所要求的。无论如何，重要的部分是c 的移动/复制不能被忽略，因此使用move 永远不会导致性能损失。

【讨论】：

@dyp：这与我所说的完全相反——或者我对英语的理解非常糟糕。