c++ - 返回值 const 和 const 赋值——反汇编

Question

最近我一直在分析旧代码的某些部分，在某些情况下，从函数返回的值被分配给 const 变量，有时分配给 const&。出于好奇，我已经切换到 dissasembly 以查看差异。但在进入正题之前，让我画一个简单的例子来引用一些代码:

struct Data
{
    int chunk[1024];
};

Data getData()
{
    return Data();
}

int main()
{
    const std::string varInit{ "abc" }; // 1
    const std::string varVal = "abc"; // 2
    const std::string& varRef = "abc"; // 3

    const Data dataVal = getData(); // 4
    const Data& dataRef = getData(); // 5

    return 0;
}

上述代码的以下反汇编是使用禁用优化的 VS2015 获得的。

我不是 asm 专家，但乍一看我会说对于 (1) 和 (2) 执行了类似的操作。尽管如此，令我惊讶的是，与 const& 在变量赋值期间未使用。

当数据按值从函数返回时，可以观察到同样的情况。 (5) 包含与(4) 相关的另外两个操作。

问题很窄:

• 这些额外的操作从何而来，它们的目的是什么？一般不像这里:What's the purpose of the LEA instruction但在目前的情况下。
• 这至少会影响底层数据大小可忽略不计的对象的性能吗？ (与示例中使用的 Data 结构对比)
• 启用优化后，这会有什么影响吗？ (对于发布版本)

顺便说一句，我已经阅读了Why not always assign return values to const reference?关于在分配值时使用 const 和 const& 的优缺点，这可能有些相关但不是问题的一部分。

Answer 1

在情况 (3) 中，编译器在 [ebp-84] 处创建“隐藏”局部变量“std::string”让它命名为_84并像这样编写代码

const std::string _84 = "abc"; 
const std::string& varRef = _84;// lea + move (by sense varRef = &_84)

X& v - 通过意义和二进制代码与 X* v 相同- v实际上是指向 X 的指针在这两种情况下，只是使用了不同的语法

与情况(5)相同

const Data _20a0 = getData(); 
const Data& dataRef = _20a0; // by sense dataRef = &_20a0, but by syntax dataRef = _20a0

或者说如果你改为行

const Data& dataRef = getData();

写行

const Data& dataRef = dataVal;

您认为这一行恰好采用了 2 条 asm 指令:

lea eax,[dataVal]
mov [dataRef],eax

代码 (4,5) 和 Data getData()签名是绝对的噩梦，无话可说

---

为了更清楚 关于“按值”返回结构 - 函数只能返回寄存器作为结果(al、ax、eax 和 rax 在 x64 中)或 2 个寄存器 - edx:eax (8 字节，高位 edx)或 rdx:rax (x64 中为 16 字节)

万一 Data getData() - 不可能返回 Data原样。怎么？!？

所以实际上你的函数被转换为

Data* getData(Data* p)
{
    Data x;
    memcpy(p, &x, sizeof(Data));
    return p;
}

和代码

//const Data dataVal = getData(); 
Data _41A0, _3198, dataVal;
memcpy(&_3198, getData(&_41A0), sizeof(Data));
memcpy(&dataVal, &_3198, sizeof(Data));

//const Data& dataRef = getData(); 
Data _41A0, _3198, _20a0, &dataRef;
memcpy(&_51a8, getData(&_61b0), sizeof(Data));
memcpy(&_20a0, &_51a8, sizeof(Data));
dataRef = &_20a0;// very small influence compare all other

尝试计算编译器有多少无意义的 memcpy？

需要这样写代码

void InitData(Data* p);

Data dataVal;
InitData(&dataVal);