C++函数的效率？

Question

这可能是一个简单的问题，但这是我的想法。这是关于以下两个函数之间的差异：

T func_one(T obj) {      //for the purpose of this question, 
    return obj + obj;    //T is a large object and has an overloaded '+' operator 
}

T func_two(T obj) {
    T output = obj + obj;
    return output;
}

在func_one()中，我不需要创建一个对象T，给它赋值，然后返回对象，只需要返回值本身，而不创建新对象。如果T是一个大对象，当返回两个对象的总和时，func_one()是否会比func_two()更有效，或者func_one()会不会让对象变成T？

Answer 1

编译器会将fund_two优化成类似于func_one的东西，然后再优化成其他东西，长话短说，你不需要担心这个，除非你真的需要担心这个，在这种情况下，你可以查看asm的输出。

Answer 2

Short answer：我们无法知道

Long answer：这在很大程度上取决于T的工作方式以及您的编译器对返回值优化的支持。

任何按值返回的函数都可以应用RVO或NRVO优化。这意味着它将直接将返回值构造到调用函数中，省去了复制构造函数。由于这是按值返回大对象的问题，这将意味着性能的大幅提高。

func_one和func_two之间的不同之处在于，func_one返回一个匿名临时值，即一个r值；这意味着可以很容易地使用RVO。func_two返回一个命名值，一个l值，因此将使用NRVO，这是一种更难的优化。然而，func_two是微不足道的，所以它几乎肯定会应用NRVO，并且这两个函数基本上是相同的。

这是假设你有一个现代甚至半现代的编译器；如果没有，这将在很大程度上取决于你如何实现T。

如果T具有移动语义，那么您的编译器将能够移动而不是复制。这应该适用于这两个函数，因为这两个函数中都存在临时函数；但是，由于func_two返回一个命名值，因此它可能无法使用移动语义。这取决于编译器，如果编译器不执行RVO或NRVO，我怀疑它是否在执行move。

最后，这取决于如何实现+运算符和=运算符。例如，如果它们是作为表达式模板实现的，那么fun_two仍然需要赋值，这会减慢它的速度，而as func_one将只返回一个高度优化的临时变量。

摘要中的在几乎所有的实际环境中，这些都是相同的。在编译器行为非常奇怪的小窗口中，func_one几乎普遍更快。

Answer 3

现代编译器可以将有额外变量的版本转换为没有额外变量的版本(名为返回值优化，这在这里是一个相当常见的问题来源，例如Why isn't the copy-constructor called when returning LOCAL variable )。所以这不是你应该担心的开销。

你应该担心的开销是函数调用的开销。一个加法最多只需要一个现代CPU一个周期。函数调用需要10到20个周期，具体取决于参数的数量。

我有点不确定你的问题中的T是什么意思(它是一个模板参数吗？它是一个类吗？它是否是您不想在问题中透露的类型的占位符？)但是，是否存在函数调用开销问题取决于该类型。这取决于你的编译器是否能内联你的函数。

• 显然，如果它是内联的，则没有函数调用开销。
• 如果T是具有开销很大的operator+()重载的复杂类型，那么您也很好。但是，
• ，如果T是<代码>D11，而您的函数没有内联，则函数中大约有90%的开销。<代码>H212<代码>F213