在 C++ 中，如何返回多个对象并从 RVO 中受益答案

【问题标题】：In c++, how to return multiple objects and nevertheless benefit from RVO在 C++ 中，如何返回多个对象并从 RVO 中受益
【发布时间】：2020-05-18 02:43:40
【问题描述】：

我的函数需要返回几个大容器。为了实现这一点，return 语句创建了一个由要返回的容器组成的元组。但是，根据我的测试（使用 Apple clang 版本 11.0.0，clang-1100.0.33.17），可能会在构建元组时制作副本。在调用函数中，返回的元组使用结构化绑定分配给多个变量。

如果我的函数只返回一个容器，则将使用 RVO，并且不会制作副本。当函数返回多个容器时，是否有类似的避免创建副本的好方法？

示例如下：

#include <tuple>
#include <vector>
using namespace std;

tuple<vector<int>, vector<double>> f(){
  vector<int> a(1);
  vector<double> b(1);
  return tuple(a,b);
}

int main(){
  auto [x, y] = f();
}

【问题讨论】：

标签： c++ rvo

【解决方案1】：

如果你尝试移动呢？

tuple<vector<int>, vector<double>> f(){
  vector<int> a(1);
  vector<double> b(1);
  return tuple(std::move(a), std::move(b));
}

或者更简单地说，从临时构造元组（这也应该导致移动构造）：

using vector_tuple = tuple<vector<int>, vector<double>>;

vector_tuple f(){
  return std::make_tuple<vector_tuple>(vector<int>(1), vector<double>(1));
}

【讨论】：

谢谢！我特别喜欢您的第一个解决方案，因为在实际代码中，元组的组成部分不是在同一点创建的。

【解决方案2】：

您可以在元组中构建已经存在的向量。

tuple<vector<int>, vector<double>> f(){
  tuple ret(vector<int>(1), vector<double>(1));
  // Now usable by std::get<N>(ret);
  auto &[a,b] = ret;
  // Now you can use a and b, no copies made.
  return ret;
}

虽然这与另一个答案非常相似，但我想添加带有结构化绑定的部分，并解释为什么如果您想在没有任何动作的情况下使用 RVO 等，您基本上必须以这种方式或非常相似的方式来完成它。

对于 RVO，编译器基本上添加了一个不可见的外参数。它在调用时已经为返回的值分配了最终所需的空间，并将位置传递给被调用者。然后被调用者将使用空间来存储返回的变量。因此，对于 RVO，必须在函数中创建返回值，而 RVO 不能执行以下操作：

std::string foo(int i) {
  std::string ret1{"Hi"};      // Which one should use the space?
  std::string ret2{"Hello"};
  if( i > 0 ) {                // We only know here
    return ret1;
  } else {
    return ret2;
  }
}

这也是为什么多个返回值在创建时必须属于同一个对象的原因。分配的空间正好适合返回类型，你不能只取两个独立的对象并在这个空间中构造它们，即使你知道它们稍后会在返回的对象中传递。

【讨论】：