c++ - 从函数按值返回STL vector 的有效方法

Question

这是 Efficient way to return a std::vector in c++ 的一个扩展问题

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <chrono>

std::vector<int> func1() {
    std::vector<int> v;
    v.reserve(1e6);
    for (int i = 0; i < 1e6; i++) v.emplace_back(i);
    return v;
}

std::vector<int> func2() {
    std::vector<int> v;
    v.reserve(1e6);
    for (int i = 0; i < 1e6; i++) v.emplace_back(i);
    return std::move(v);
}

int main() {
    auto start1 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v1 = func1();
    auto end1 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end1-start1).count());

    auto start2 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v2 = func2();
    auto end2 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end2-start2).count());

/*
    auto start3 = std::chrono::steady_clock::now();
    std::vector<int> v3 = v2;
    auto end3 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("%d\n", std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end3-start3).count());
*/

    return 0;
}

在方法 2 中，我明确告诉编译器我想移动而不是复制 vector ，但是多次运行代码表明方法 1 有时实际上优于方法 2，即使方法 2 获胜，也不是很多.

方法 3 一直是最好的。当我必须从函数返回时如何模拟方法 3？ (不，我不能通过引用传递)

使用 gcc 6.1.0

Answer 1

方法 1 - 您正在使用 Named Return Value Optimization (NRVO) .实际上，这是最好的，因为在优化代码中根本没有构造临时对象。如果编译器无法生成 NRVO，它将使用移动语义，与方法 2 相同。

方法 2 - 您正在有效地关闭 NRVO，并强制为目标 std::vector 移动构造函数。所以，这和方法 1 一样不好。

方法 3 - 实际上，您是在此处复制 vector ，这是迄今为止最差的性能。但是，由于您一次复制 vector (一大块内存，而不是许多位置)- 您可以获得最佳性能，但这在方法 1 或 2 的用例中是不可复制的。

NRVO 如何运作？ 当您只有一个返回值时:在本例中为 std::vector<int> v ，编译器根本没有在函数内部创建这个 vector 。它创建未命名的右值 vector ，您将返回该 vector ，并将对它的引用传递给您的函数。

在优化代码中会发生这样的事情:

std::vector<int> func1(std::vector<int>& hidden) {
     hidden.emplace_back(stuff);
     return;
}