对于复杂的 return 类型，我可以依赖命名 return 值优化吗？

Question

考虑这样的事情：

typedef std::unordered_multiset<int> Set;
typedef std::set<Set> SetOfSets;

SetOfSets somethingRecursive(SomeType somethingToAnalyze) {
    Set s;
    // ...
    // check base cases, reduce somethingToAnalyze, fill in s
    // ...
    SetOfSets ss = somethingRecursive(somethingToAnalyze);
    ss.insert(s);
    return ss;
}

这种方法对于生成子集、排列等问题来说是相当标准的。但是，我试着画了一张图，说明 Return 鉴于类型的内部数据结构相当复杂，值优化应该在这里优化什么（std::unordered_multiset 是散列 table 而 std::set 是 'typically' 二叉搜索树）而且，我只能希望编译器比我聪明。

所以，谈论性能和（如果它很重要）C++14，我可以在这里 return 一个 SetOfSets 还是我应该通过引用将其作为输出参数传递？

Answer 1

在 C++17 之前，您根本不能依赖复制省略，因为它是可选的。但是，所有主流编译器很可能会应用它（例如，GCC 即使使用 -O0 优化标志也会应用它，如果需要，您需要通过 -fno-elide-constructors 显式禁用复制省略）。

但是，std::set 支持移动语义，因此即使没有 NRVO，您的代码也可以。

请注意，在 C++17 中，NRVO 也是可选的。 ~~RVO 是强制性的。~~

从技术上讲是正确的，IMO，C++17 中没有 RVO，因为当 prvalue 被 returned 时，没有临时物化为 moved/copied。规则有点不同，但效果或多或少是一样的。或者，甚至更强，因为在 C++17 中不需要 copy/move 构造函数按值 return 纯右值：

#include <atomic>

std::atomic<int> f() {
  return std::atomic<int>{0};
}

int main() {
  std::atomic<int> i = f();
}

在 C++14 中，此代码无法编译。

Answer 2

So, talking performance and (in case it matters) C++14, can I return a SetOfSets here or should I just pass it by reference as an out parameter?

如果您使用一个不错的编译器，您可以安全地 return 按值进行编译，因为会发生复制省略。但。但是不能保证复制省略¹，你的编译器可能只有在给出正确的优化标志时才会这样做。

[class.copy.elision]/1

When certain criteria are met, an implementation is allowed to omit the copy/move construction of a class object, even if the constructor selected for the copy/move operation and/or the destructor for the object have side effects.

这意味着如果您的程序在不执行的情况下仍然有意义，那么您应该只依赖复制省略。

¹⁾ 除了 constexpr 个对象

Answer 3

不是真的。这确实很常见，但不能保证，所以这完全取决于您所需的置信度。

据我所知，此描述是最新的并且涵盖了您的主题 copy_elision。

关键语句是：“在以下情况下，允许编译器，但不要求省略[的复制和移动构造class 对象，即使 copy/move 构造函数和析构函数具有可观察到的副作用。"

然后是对 NRVO 的描述（你出示的）。并且，在下一个项目符号中有 anonymous temporary RVO 的描述，还有一个项目符号 自 c++17 起是强制性的。否则保证none。

不管类型有多复杂^†，无论“复杂”是什么意思。这些优化基于变量的状态启动，例如：“一个无名的临时对象，未绑定到任何引用，将被复制或移动到相同类型的对象中（忽略顶级 cv 限定） ”。请注意，none 与变量类型的内部工作有关^†，而是与使用它的上下文有关。

你可以做的是做一个最小的例子，然后通过编译器分析汇编，看看优化是否开始，或者 generate optimization report，然后你自己看看。

^† 唯一的参考是明确声明允许优化对构造和销毁有副作用的类型。但这作为例外的授权条款。对于没有副作用的类型，默认情况下已经可以了。

对于复杂的 return 类型，我可以依赖命名 return 值优化吗？

Can I rely on named return value optimisation for complicated return types?

c++

rvo

nrvo

`[class.copy.elision]/1`