c++ - const ref lvalue to non-const func return value 是否专门减少拷贝？

Question

我遇到了一个 C++ 习惯，我试图研究它以了解它的影响并验证它的用法。但我似乎找不到确切的答案。

std::vector< Thing > getThings();

void do() {
    const std::vector< Thing > &things = getThings();   
}

这里我们有一些返回非const& 值的函数。我看到的习惯是在分配函数的返回值时使用 const& 左值。提出这个习惯的原因是它减少了拷贝。

现在我一直在研究 RVO(返回值优化)、复制省略和 C++11 移动语义。我意识到给定的编译器可以选择阻止通过 RVO 进行复制，不管这里是否使用了 const&。但是，在防止复制方面，const& 左值的使用对非 const& 返回值有任何影响吗？我特别询问 C++11 之前的编译器，之前 移动语义。

我的假设是编译器要么实现 RVO，要么不实现，并且说左值应该是 const& 并不暗示或强制出现无拷贝情况。

编辑

我特别询问这里使用const& 是否会减少拷贝，而不是临时对象的生命周期，如"the most important const" 中所述。

进一步澄清问题

这是:

const std::vector< Thing > &things = getThings();

与此不同的是:

std::vector< Thing > things = getThings();

在减少拷贝方面？或者它对编译器是否可以减少拷贝没有任何影响，例如通过 RVO？

Answer 1

从语义上讲，编译器需要一个可访问的复制构造函数，在调用点，即使稍后，编译器省略了对复制构造函数的调用——优化是在编译的后期完成的语义分析阶段之后的阶段。

阅读您的评论后，我想我更好地理解了您的问题。现在让我详细回答一下。

假设函数有这个返回语句:

return items;

从语义上讲，编译器需要这里有一个可访问的复制构造函数(或移动构造函数)，它可以被省略。然而，只是为了争论，假设它在这里制作了一个拷贝，并且拷贝存储在 __temp_items 中，我将其表示为:

__temp_items <= return items; //first copy: 

现在在调用处，假设你还没有使用const &，所以就变成了这样:

std::vector<Thing> things = __temp_items;  //second copy

现在如您所见，有两个拷贝。允许编译器省略它们。

然而，你的实际代码使用了const &，所以它变成了这样:

const std::vector<Thing> & things = __temp_items;  //no copy anymore.

现在，语义上只有一个拷贝，编译器仍然可以将其删除。至于第二个拷贝，我不会说 const& “阻止” 它是因为编译器已经优化了它，而是语言一开始就不允许它。

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但有趣的是，无论编译器在返回时复制了多少次，或者省略了其中的一部分(或全部)，返回值都是一个临时。如果是这样，那么如何绑定(bind)到临时工作？如果这也是您的问题(现在我知道这不是您的问题，但请保持这种方式，这样我就不必删除我的这部分答案)，那么是的，它可以工作并且可以保证通过语言。

如文章 the most imporant const 中所述非常详细地说，如果 const 引用绑定(bind)到临时对象，则临时对象的生命周期会延长到引用的范围内，并且它与对象的类型无关.

在C++11中，还有另一种延长临时对象生命周期的方法，即右值引用:

std::vector<Thing> && things = getThings();    

它具有相同的效果，但优点(或缺点 — 取决于上下文)是您还可以修改内容。

我个人更喜欢这样写:

auto && things = getThings();   

但是那不一定是一个右值引用——如果你改变函数的返回类型，返回一个引用，那么 things 结果绑定(bind)到左值引用。如果您想对此进行讨论，那将是一个完全不同的话题。