现代C++之如何返回一个对象?

2019-12-30 10:13:04 浏览数 (1)

如何返回一个对象?

一个用来返回的对象,通常应当是可移动构造 / 赋值的,一般也同时是可拷贝构造 / 赋值的。如果这样一个对象同时又可以默认构造,我们就称其为一个半正则(semiregular)的对象。如果可能的话,我们应当尽量让我们的类满足半正则这个要求。

1.返回值优化(拷贝消除)

下面编译的gcc版本是支持c 17的gcc8.3。如果使用gcc5.5等版本结果会不同。

ROV例子1:

代码语言:javascript复制
#include <iostream>

using namespace std;

// Can copy and move
class A {
public:
    A() { cout << "Create An"; }

    ~A() { cout << "Destroy An"; }

    A(const A &) { cout << "Copy An"; }

    A(A &&) { cout << "Move An"; }
};

A getA_unnamed() {
    return A();
}

int main() {
    auto a = getA_unnamed();
}

返回值优化输出:

代码语言:javascript复制
Create A
Destroy A

禁用返回值优化代码修改(-fno-elide-constructors):

代码语言:javascript复制
Create A
Destroy A

修改代码如下NROV例子2:

代码语言:javascript复制
A getA_named()
{
  A a;
  return a;
}

int main()
{
  auto a = getA_named();
}

优化结果同上!

代码语言:javascript复制
Create A
Destroy A

禁用后的结果:

代码语言:javascript复制
Create A
Move A
Destroy A
Destroy A

也就是说,返回内容被移动构造了。

示例3:

代码语言:javascript复制
A getA_duang() {
    A a1;
    A a2;
    if (rand() > 42) {
        return a1;
    }
    else {
        return a2;
    }
}

优化与禁用结果一样:

代码语言:javascript复制
Create A
Create A
Move A
Destroy A
Destroy A
Destroy A

我们把移动构造删除,得到示例4:

代码语言:javascript复制
A(A&&)= delete;

此时,前面的move就变成copy。

如果再进一步,把拷贝构造函数也删除呢?得到示例5:

代码语言:javascript复制
A(const A&&)= delete;
A(A&&)= delete;

是不是上面的 getA_unnamedgetA_named和 getA_duang 都不能工作了?

在 C 14 及之前确实是这样的。但从 C 17 开始,对于类似于 getA_unnamed这样的情况,即使对象不可拷贝、不可移动,这个对象仍然是可以被返回的!C 17 要求对于这种情况,对象必须被直接构造在目标位置上,不经过任何拷贝或移动的步骤。

2.总结

  • copy construct本身在RVO和NRVO两种情况下被优化了,如果再加上move反而画蛇添足。

在 C 11 之前,返回一个本地对象意味着这个对象会被拷贝,除非编译器发现可以做返回值优化(named return value optimization,或 NRVO),能把对象直接构造到调用者的栈上。从 C 11 开始,返回值优化仍可以发生,但在没有返回值优化的情况下,编译器将试图把本地对象移动出去,而不是拷贝出去。这一行为不需要程序员手工用 std::move 进行干预——使用std::move 对于移动行为没有帮助,反而会影响返回值优化。”

  • 加入了move assignment后,默认是调用move assignment而不是copy assignment

0 人点赞