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c++ - 如何保证移动不妨碍RVO？

coder 2024-02-05 原文

从 C++11 开始，当从函数返回对象时，可能会发生以下情况之一，假设定义了移动构造函数和复制构造函数(另请参阅本文末尾的示例):

  1. 它qualifies for copy-elision编译器执行 RVO。
  2. 它符合复制省略的条件并且编译器不执行 RVO，但是...
  3. 它qualifies for the usage of move constructor并被感动。
  4. 以上均未使用，并且使用了复制构造函数。

前 3 种情况的建议是不要使用显式 std::move，因为无论如何都会执行 move 并且可以防止可能的 RVO，例如参见 SO-post .

但是，在第 4 种情况下，显式 std::move 会提高性能。但是作为一个既不阅读标准也不流利地阅读汇编程序的人，要区分情况 1-3 和情况 4 需要很多时间。

因此我的问题是:有没有办法以统一的方式处理上述所有情况，这样:

  1. RVO 未受阻(案例 1)
  2. 如果不执行 RVO，则使用移动构造函数(情况 2,3 和 4)
  3. 如果没有移动构造函数，则应使用复制构造函数作为后备。

下面是一些例子，也可以作为测试用例。

所有示例都使用以下 helper-class-definition:

struct A{
    int x;
    A(int x_);
    A(const A& a);
    A(A&& a);
    ~A();
};

<强>1。示例: 1.case，RVO 执行，live-demonstration , resulting assembler :

A callee1(){
    A a(0);
    return a;
}

<强>2。示例: 1.case，RVO 执行，live-demonstration , resulting assembler :

A callee2(bool which){
    return which? A(0) : A(1);
}

<强>3。示例: 2.case，符合复制省略的条件，未执行 RVO，live-demonstration , resulting assembler :

A callee3(bool which){
    A a(0);
    A b(1);
    if(which)
      return a;
    else
      return b; 
}

<强>4。示例: 3.case，不符合复制省略的条件(x 是函数参数)，但对于移动，live-demonstration , resulting assembler :

A callee4(A x){
    return x; 
}

<强>5。示例: 4.case，没有复制省略或隐式移动(参见 SO-post )，live-demonstration , resulting assembler :

A callee5(bool which){
    A a(0);
    A b(1);
    return which ? a : b;
}

6.示例: 4.case，没有复制省略或隐式移动，live-demonstration , resulting assembler :

A callee6(){
    std::pair<A,int> x{0,1};
    return x.first;
}

最佳答案

什么时候不能进行RVO？

如果出现以下任何情况，编译器(通常)无法执行 RVO:

  1. 返回哪个局部变量取决于条件(局部变量在条件之前定义，而不是在条件内部定义)
  2. 你正在返回类、 union 或结构的成员
  3. 您正在取消引用指针以获取返回值(这包括数组索引)

在情况 1 中，您应该使用 std::move 或使用 if 语句而不是三元运算符编写代码。在情况 2 中，您必须使用 std::move。在情况 3 中，您还应该明确使用 std::move。

确保移动构建的策略(如果可能)

处理案例 1。我们可以通过 if 语句返回局部变量，而不是三元运算符来确保值被移动:

A whichOne(bool which) {
    A a(0); 
    A b(1); 
    if(which) {
        return a;
    } else { 
        return b; 
    }
}

如果您真的更喜欢使用三元运算符，请在两个条件上显式使用 std::move:

A whichOne(bool which) {
    A a(0); 
    A b(1); 
    return which ? std::move(a) : std::move(b); 
}

如果我只想移动 a 而不是 b 怎么办？ 我们可以通过在条件中显式构造它来处理这种情况。在这种情况下，构造的值保证会经历 RVO，因为三元的两边都产生一个 prvalue。 

A whichOne(bool which) {
    A a(0);
    A b(1); 
    return which 
      ? A(std::move(a)) // prvalue move-constructed from a
      : A(b);           // prvalue copy-constructed from b
}

处理情况 2 和 3。这非常简单:在返回对象成员或返回引用时使用 std::move来自数组或指针。

关于c++ - 如何保证移动不妨碍RVO？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/55899889/

amp不妨codenoreferrernoopenerc++c++11language-lawyerrvo

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