提问人:Barnett 提问时间:6/11/2017 最后编辑:Barnett 更新时间:6/11/2017 访问量:1013
使用嵌套函数调用进行 C++ 命名返回值优化
C++ Named Return Value Optimization with nested function calls
问:
我知道 NRVO 允许函数构造一个对象并按值返回该对象,而无需复制甚至移动操作的成本。它发现它也适用于嵌套函数调用,允许您从另一个函数调用的返回值构造对象。
请考虑以下程序及其输出,如注释中所示:
(Visual Studio 2017 版本 15.2 发布版本的输出。
#include <stdio.h>
class W
{
public:
W() { printf( "W::W()\n" ); }
W( const W& ) { printf( "W::W( const W& )\n" ); }
W( W&& ) { printf( "W::W( W&& )\n" ); }
W& operator=( const W& ) { printf( "W::operator=( const W& )\n" ); }
W& operator=( W&& ) { printf( "W::operator=( W&& )\n" ); }
~W() { printf( "W::~W()\n" ); }
void Transform() { printf( "W::Transform()\n" ); }
void Run() { printf( "W::Run()\n" ); }
};
W make()
{
W w;
return w;
}
W transform_make()
{
W w{ make() };
w.Transform();
return w;
}
W transform1( W w )
{
w.Transform();
return w;
}
W&& transform2( W&& w )
{
w.Transform();
return std::move(w);
}
int main() // Program output:
{
printf( "TestM:\n" ); //TestM:
{ //W::W()
W w{ make() }; //W::Run()
w.Run(); //W::~W()
}
//TestTM:
printf( "TestTM:\n" ); //W::W()
{ //W::Transform()
W w{ transform_make() }; //W::Run()
w.Run(); //W::~W()
}
//TestT1:
printf( "TestT1:\n" ); //W::W()
{ //W::Transform()
W w{ transform1( make() ) }; //W::W( W&& )
w.Run(); //W::~W()
} //W::Run()
//W::~W()
printf( "TestT2:\n" ); //TestT2:
{ //W::W()
W&& w{ transform2( make() ) }; //W::Transform()
w.Run(); //W::~W()
} //W::Run()
}
TestM
是正常的NRVO情况。该对象仅被构造和销毁一次。 是嵌套的 NRVO 情况。同样,对象只构造一次,从不复制或移动。目前为止,一切都好。W
TestTM
现在进入我的问题 - 我怎样才能以与 ?正如你在第二个对象中看到的,移动构造 - 这是我想避免的。如何更改功能以避免任何额外的副本或移动?如果你仔细想想,和没有太大区别,所以我有一种感觉,这是一定有可能的事情。TestT1
TestTM
TestT1
transform1()
TestT1
TestTM
在我的第二次尝试中,我尝试通过 RValue 引用传递对象。这消除了额外的移动构造函数,但不幸的是,这会导致在我完成对象之前调用析构函数,这并不总是理想的。TestT2
更新:我还注意到,只要您确保不要在语句末尾之外使用该对象,就可以使用引用使其工作:
W&& transform2( W&& w )
{
w.Transform();
return std::move(w);
}
void run( W&& w )
{
w.Run();
}
printf( "TestT3:\n" ); //TestT3:
{ //W::W()
run( transform2( make() ) ); //W::Transform()
} //W::Run()
//W::~W()
这样做安全吗?
答:
发生这种情况的原因是,明确不允许编译器从函数的参数列表中按值参数应用 NRVO。并且,您正在接受一个按值作为函数参数的实例,因此编译器无法省略返回时的移动。Test1
Test1
W
请参阅为什么 NRVO 中排除了按值参数? 以及我与霍华德·辛南特(Howard Hinnant)关于这个问题的讨论 为什么for_each通过在注释中移动返回函数
因此,您无法像在前面的情况下那样高效地工作。Test1
标准中的相关报价
15.8.3 复制/移动省略 [class.copy.elision]
当满足某些条件时,允许实现省略类对象的复制/移动构造,...
- 在具有类返回类型的函数中的语句中,当表达式是与函数返回类型相同(忽略 cv-qualification)的非易失性自动对象的名称(函数参数或由处理程序的异常声明 (18.3) 引入的变量除外)时,可以通过将自动对象直接构造到函数调用的返回对象中来省略复制/移动操作
return
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TestT2
auto&& val = Something{}.member_variable
&&
TestT2
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