我在回答 a question并推荐return by-value for a large type因为我确信编译器会执行 return-value optimization (RVO) .但后来有人向我指出,Visual Studio 2013 没有在我的代码上执行 RVO。
我找到了a question here关于 Visual Studio 未能执行 RVO,但在这种情况下,结论似乎是,如果它真的很重要,Visual Studio 将执行 RVO。就我而言,它确实很重要,它会对性能产生重大影响,我已经通过分析结果证实了这一点。这是简化的代码:
#include <vector>
#include <numeric>
#include <iostream>
struct Foo {
std::vector<double> v;
Foo(std::vector<double> _v) : v(std::move(_v)) {}
};
Foo getBigFoo() {
std::vector<double> v(1000000);
std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data
return Foo(std::move(v)); // Expecting RVO to happen here.
}
int main() {
std::cout << "Press any key to start test...";
std::cin.ignore();
for (int i = 0; i != 100; ++i) { // Repeat test to get meaningful profiler results
auto foo = getBigFoo();
std::cout << std::accumulate(foo.v.begin(), foo.v.end(), 0.0) << "\n";
}
}
我希望编译器对 getBigFoo()
的返回类型执行 RVO。但它似乎是在复制 Foo
。
我知道编译器 will create a copy-constructor对于 Foo
。我也知道与兼容的 C++11 编译器不同 Visual Studio does not create a move-constructor对于 Foo
。但这应该没问题,RVO 是一个 C++98 概念,无需 move 语义即可工作。
那么,问题是,Visual Studio 2013 在这种情况下不执行返回值优化是否有充分的理由?
我知道一些解决方法。我可以为 Foo
定义一个 move 构造函数:
Foo(Foo&& in) : v(std::move(in.v)) {}
这很好,但是有很多遗留类型没有 move 构造函数,很高兴知道我可以依赖 RVO 来处理这些类型。此外,某些类型可能本质上是可复制的,但不可 move 。
如果我从 RVO 更改为 NVRO(命名返回值优化),那么 Visual Studio 确实 似乎会执行优化:
Foo foo(std::move(v))
return foo;
这很好奇,因为我认为 NVRO 的可靠性不如 RVO。
更奇怪的是,如果我更改 Foo
的构造函数,使其创建并填充 vector
:
Foo(size_t num) : v(num) {
std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data
}
当我尝试做 RVO 时,它没有将其移入,而是有效:
Foo getBigFoo() {
return Foo(1000000);
}
我很高兴采用其中一种解决方法,但我希望能够预测 RVO 将来何时可能会像这样失败,谢谢。
编辑: More concise live demo来自@dyp
Edit2:我为什么不直接写return v;
?
首先,它没有帮助。 Profiler 结果显示,如果我只编写 return v;
,Visual Studio 2013 仍会复制 vector ,即使它确实有效,也只是一种解决方法。我并没有试图真正修复这段特定的代码,我试图理解 RVO 失败的原因,以便我可以预测它将来何时可能失败。确实,这是编写此特定示例的一种更简洁的方式,但是在很多情况下我不能只编写 return v;
,例如 if Foo
有额外的构造函数参数。
最佳答案
如果代码看起来应该优化,但没有得到优化,我会在这里提交错误 http://connect.microsoft.com/VisualStudio或向 Microsoft 提出支持案例。 这篇文章虽然是针对 VC++2005 的(我找不到当前版本的文档),但它确实解释了一些它不起作用的场景。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(v=vs.80).aspx#nrvo_cpp05_topic3
如果我们想确定优化已经发生,一种可能性是检查汇编输出。如果需要,这可以作为构建任务自动化。
这需要使用/FAs 选项生成 .asm 输出,如下所示:
cl test.cpp /FAs
会生成test.asm。
下面 PowerShell 中的一个潜在示例,可以这样使用:
PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
NOT RVO test.cpp - ; 13 : return Foo(std::move(v));// Expecting RVO to happen here.
PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test_v2.optimized.asm test.cpp
RVO OK test.cpp - ; 13 : return {std::move(v)}; // Expecting RVO to happen here.
PS C:\test>
脚本:
# Usage Get-RVO.ps1 <input.asm file> <name of CPP file you want to check>
# Example .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp
[CmdletBinding()]
Param(
[Parameter(Mandatory=$True,Position=1)]
[string]$assemblyFilename,
[Parameter(Mandatory=$True,Position=2)]
[string]$cppFilename
)
$sr=New-Object System.IO.StreamReader($assemblyFilename)
$IsInReturnSection=$false
$optimized=$true
$startLine=""
$inFile=$false
while (!$sr.EndOfStream)
{
$line=$sr.ReadLine();
# ignore any files that aren't our specified CPP file
if ($line.StartsWith("; File"))
{
if ($line.EndsWith($cppFilename))
{
$inFile=$true
}
else
{
$inFile=$false
}
}
# check if we are in code section for our CPP file...
if ($inFile)
{
if ($line.StartsWith(";"))
{
# mark start of "return" code
# assume optimized, unti proven otherwise
if ($line.Contains("return"))
{
$startLine=$line
$IsInReturnSection=$true
$optimized=$true
}
}
if ($IsInReturnSection)
{
# call in return section, not RVO
if ($line.Contains("call"))
{
$optimized=$false
}
# check if we reached end of return code section
if ($line.StartsWith("$") -or $line.StartsWith("?"))
{
$IsInReturnSection=$false
if ($optimized)
{
"RVO OK $cppfileName - $startLine"
}
else
{
"NOT RVO $cppfileName - $startLine"
}
}
}
}
}
关于c++ - 为什么 Visual Studio 在这种情况下不执行返回值优化 (RVO),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/25963685/