c++ - 编译器会优化返回具有固定大小数组的结构的函数吗？

Question

假设我在 C/C++ 中有一个具有固定大小数组成员的 struct，例如:

#define SIZE 10000
struct foo{
  int vector_i[SIZE];
  float vector_f[SIZE];
};

我想创建一个函数来返回 foo 的实例，例如:

foo func(int value_i, float value_f){
  int i;
  foo f;
  for(i=0;i<SIZE;i++) f.vector_i[i] = value_i;
  for(i=0;i<SIZE;i++) f.vector_f[i] = value_f;
  return f;
}

如果我调用该函数使用:

foo ff = func(1,1.1);

编译器会执行某种优化(即 TCO)吗？

可执行文件是直接填充ff变量，还是先填充func的f，然后复制f的所有值 到 ff?

如何检查是否执行了优化？

Answer 1

我的回答适用于 C++。

Will the compiler perform some kind of optimization (ie TCO)?

您所说的 TCO 是指“尾调用优化”吗？该函数不会在最后进行函数调用(尾调用，如果您愿意的话)，因此优化不适用。

编译器可以 elide由于命名返回值优化，从返回值到临时值的拷贝。来自临时文件的复制初始化也可以省略。

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How can I check if the optimization is performed?

通过读取生成的汇编代码。

如果您无法阅读汇编，另一种方法是添加具有副作用的复制和移动构造函数，并观察这些副作用是否发生。但是，修改程序可能会影响编译器是否决定优化(但不需要副作用来防止复制省略)。

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如果您不想依赖优化，您应该通过引用(c 中的指针)将现有对象显式传递给函数，并就地修改它。

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复制省略的标准引用 [class.copy] §31 (current standard draft)

When certain criteria are met, an implementation is allowed to omit the copy/move construction of a class object, even if the constructor selected for the copy/move operation and/or the destructor for the object have side effects. [...]

该部分描述了在这种情况下满足的标准。引用是从 2016-04-07 的标准文档草稿中生成的。编号可能因标准文档的不同版本而异，规则也略有变化。引用的部分自 c++03 以来一直没有变化，其中的部分是 [class.copy] §15。