Return tuple/tie 的价值优化

Question

我正在研究 tuple/ties 情况下的 return 值优化，我观察到的行为与我预期的不一样。在下面的示例中，我希望移动语义能够启动，确实如此，但是仍然存在一个复制操作。下面优化后的输出是：

Test duo output, non_reference tuple
Default constructor invoked
Parameter constructor invoked
Copy constructor invoked
Move Assignment operator invoked
100

在函数内部创建元组时调用复制构造函数似乎是不必要的。有什么方法可以删除它吗？我正在使用 MSVC 2012 编译器。

#include <iostream>
#include <tuple>

class A
{
public:
     int value;
     A() : value(-1)
     {
         std::cout << "Default constructor invoked" << std::endl;
     }

     explicit A(const int v) : value(v)
     {
         std::cout << "Parameter constructor invoked" << std::endl;
     }

     A(const A& rhs)
     {
         value = rhs.value;
         std::cout << "Copy constructor invoked" << std::endl;
     }

     A(const A&& rhs)
     {
         value = rhs.value;
         std::cout << "Move constructor invoked" << std::endl;
     }

     A& operator=(const A& rhs)
     {
         value = rhs.value;
         std::cout << "Assignment operator invoked" << std::endl;
         return *this;
     }

     A& operator=(const A&& rhs)
     {
         value = rhs.value;
         std::cout << "Move Assignment operator invoked" << std::endl;
         return *this;
     }
 };

 std::tuple<A, int> return_two_non_reference_tuple()
 {
     A tmp(100);

     return std::make_tuple(tmp, 99);
 }

 int main(int argc, char* argv[])
 {

      std::cout << "Test duo output, non_reference tuple" << std::endl;    
      A t3;
      int v1;
      std::tie(t3, v1) = return_two_non_reference_tuple();
      std::cout << t3.value << std::endl << std::endl;

      system("pause");
      return 0;
}

Answer 1

你不动tmp:

 A tmp(100);

 return std::make_tuple(std::move(tmp), 99);

Answer 2

复制发生在 return_two_non_reference_tuple()。

删除它的一种方法是移动 tmp

std::tuple<A, int> return_two_non_reference_tuple()
{
    A tmp(100);
    return std::make_tuple(std::move(tmp), 99);
}

或其他方式

std::tuple<A, int> return_two_non_reference_tuple()
{
    return std::make_tuple(A(100), 99);
}

Answer 3

不会自动调用移动构造函数，因为您正在调用

std::make_tuple(tmp, 99);

在这种情况下，tmp 是一个左值。您可以使用 std::move 将其转换为右值引用：

return std::make_tuple(std::move(tmp), 99);

这将指示编译器使用移动构造函数。

Answer 4

复制发生在这里：

std::make_tuple(tmp, 99);

虽然可以看到tmp可能可以直接在元组中构造，但是从tmp到元组的拷贝不会被省略。您真正想要的是一种为 std::tuple 传递参数以用于构造其内部 A 和 int 对象的方法。 std::tuple没有这样的东西，但是有一种方法可以达到同样的效果。

因为你只有两种类型，你可以使用 std::pair。这有一个 std::piecewise_construct 构造函数，它需要两个 std::tuples 包含要传递给内部对象的构造函数的参数。

 std::pair<A, int> return_two_non_reference_tuple()
 {
     return {std::piecewise_construct, 
             std::make_tuple(100), std::make_tuple(99)};
 }

此解决方案的妙处在于，您仍然可以在调用站点使用 std::tie，因为 std::tuple 具有来自 std::pair 的赋值运算符。

std::tie(t3, v1) = return_two_non_reference_tuple();

正如您从输出中看到的那样，您的副本不见了。它没有像其他答案中那样被移动取代，它被完全删除：

Test duo output, non_reference tuple

Default constructor invoked

Parameter constructor invoked

Move Assignment operator invoked

100

Live Demo

Return tuple/tie 的价值优化

Return value optimization of tuple/tie

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