C++返回值优化

Question

这段代码：

#include <vector>

std::vector<float> getstdvec() {
    std::vector<float> v(4);

    v[0] = 1;
    v[1] = 2;
    v[2] = 3;
    v[3] = 4;

    return v;
}

int main() {
    std::vector<float> v(4);

    for (int i = 0; i != 1000; ++i)
    {
        v = getstdvec();
    }
}

我在这里的错误理解是，函数getstdvec不应该实际分配它返回的向量。当我在valgrind/callgrind中运行它时，我看到有1001次对malloc的调用；1次用于main中的初始向量声明，1000次用于每次循环迭代。

怎么回事？我如何才能从这样的函数返回一个向量(或任何其他对象)，而不必每次都分配它？

编辑:我知道我可以通过引用传递向量。我的印象是，可以(甚至更可取)编写这样一个函数，它返回一个对象，而不会导致不必要的分配。

Answer 1

调用函数时，对于像std::vector<T>这样的返回类型，编译器会为返回的对象提供内存。被调用的函数负责构造它在这个内存插槽中返回的实例。

RVO/NRVO现在允许编译器省略创建本地临时对象，从它复制构造内存插槽中的返回值，析构临时对象，最后返回给调用者。相反，被调用的函数只是在返回槽的内存中直接构造本地对象，在函数结束时，它只是返回。

从调用者的角度来看，这是透明的:它为返回值提供内存，当调用的函数返回时，有一个有效的实例。调用者现在可以使用此对象，并负责调用析构函数并在以后释放内存。

这意味着RVO/NRVO仅在您调用函数构造新实例时有效，而不是在您分配它时有效。以下是可应用RVO/NRVO的示例：

std::vector<float> v = getstdvec();

但是您的原始代码使用一个循环，并且在每次迭代中，需要构造来自getstdvec()的结果，并将此临时结果分配给v。RVO/NRVO不可能删除它。

Answer 2

你可以通过reference...copy来传递，省略使得v= getstdvect()将v(在你的main中)直接分配给v(在你的getstdvec()中)，并跳过通常与按值返回相关的副本，但它不会跳过你函数中的v(4)。为了做到这一点，您需要通过引用获取向量：

#include <vector>
void getstdvec(std::vector<float>& v){
  v.resize(4);//will only realocate if v is wrong size
  v[0] = 1; v[1] = 2; v[2] = 3; v[3] = 4;
  return v;
}
int main() {
  std::vector<float> v(4);
  for (int i=0; i!=1000;++i)
    getstdvec(v);
}

Answer 3

你在你的循环中做拷贝赋值，而不是拷贝构造。RVO优化只适用于从返回值构造变量，而不是赋值给它们。

我不太明白你想解决的真正问题是什么。有了更多的细节，也许可以提供一个很好的答案来解决您的潜在问题。

按照目前的情况，要以这种方式从函数返回，您需要创建一个临时向量，以便在每次调用函数时返回。