c++ - 什么是复制省略和返回值优化？

Question

什么是复制省略？什么是(命名的)返回值优化？它们意味着什么？

它们会在什么情况下发生？有什么限制？

• 如果有人提到此问题，您可能正在寻找 the introduction .
• 有关技术概述，请参阅 the standard reference .
• 参见common cases here .

Answer 1

简介

技术概述 - skip to this answer .

对于发生复制省略的常见情况 - skip to this answer .

复制省略是大多数编译器实现的优化，以防止在某些情况下出现额外的(可能昂贵的)复制。它使得按值返回或按值传递在实践中变得可行(有限制)。

这是唯一一种消除(哈!)as-if 规则的优化形式 - 即使复制/移动对象有副作用，也可以应用复制消除。

以下示例取自Wikipedia :

struct C {
  C() {}
  C(const C&) { std::cout << "A copy was made.\n"; }
};
 
C f() {
  return C();
}
 
int main() {
  std::cout << "Hello World!\n";
  C obj = f();
}

根据编译器和设置，以下输出均有效:

Hello World!
A copy was made.
A copy was made.

<小时/>

Hello World!
A copy was made.

<小时/>

Hello World!

这也意味着可以创建更少的对象，因此您也不能依赖于调用的特定数量的析构函数。您不应该在复制/移动构造函数或析构函数中包含关键逻辑，因为您不能依赖它们的调用。

如果省略对复制或移动构造函数的调用，则该构造函数必须仍然存在并且必须可访问。这确保复制省略不允许复制通常不可复制的对象，例如因为它们有一个私有(private)的或已删除的复制/移动构造函数。

C++17:从 C++17 开始，直接返回对象时可以保证复制消除，在这种情况下，复制或移动构造函数不需要可访问或存在:

struct C {
  C() {}
  C(const C&) { std::cout << "A copy was made.\n"; }
};
 
C f() {
  return C(); //Definitely performs copy elision
}
C g() {
    C c;
    return c; //Maybe performs copy elision
}
 
int main() {
  std::cout << "Hello World!\n";
  C obj = f(); //Copy constructor isn't called
}