Return C 中的值优化和复制省略

Question

有些人不知道它是 possible to pass and return structs by value in C. My question is about the compiler making unnecessary copies when returning structs in C. Do C compilers such as GCC use Return value optimization(RVO) 优化，或者这只是一个 C++ 概念？我读到的关于 RVO 和复制省略的所有内容都是关于 C++ 的。

让我们考虑一个例子。我目前正在 C 中实现 double-double data type （或者更确切地说是 float-float 开始，因为我发现它很容易进行单元测试）。考虑以下代码。

typedef struct {
    float hi;
    float lo;
} doublefloat;

doublefloat quick_two_sum(float a, float b) {
    float s = a + b;
    float e = b - (s - a);
    return (doublefloat){s, e};
}

编译器会制作 doublefloat 值 I return 的临时副本还是可以删除临时副本？

C 中的命名 return 值优化 (NRVO) 怎么样？我还有一个功能

doublefloat df64_add(doublefloat a, doublefloat b) {
    doublefloat s, t;
    s = two_sum(a.hi, b.hi);
    t = two_sum(a.lo, b.lo);
    s.lo += t.hi;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    s.lo += t.lo;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    return s;
}

在这种情况下，我return正在命名结构。这种情况下的临时副本可以省略吗？

应该指出，这是 C 的一般问题，我在这里使用的代码示例只是示例（当我优化它时，无论如何我将使用带有内在函数的 SIMD）。我知道我可以查看汇编输出以查看编译器的功能，但我认为这是一个有趣的问题。

Answer 1

它在 C++ 中被大量提及的原因是因为在 C++ 中，RVO 有副作用（即不调用临时对象的析构函数，也不调用结果对象的复制构造函数或赋值运算符）。

在 C 中，没有可能的副作用，只有潜在的性能改进。我认为某些编译器没有理由不能执行这种优化。至少，标准里没有禁止的。

无论如何，优化取决于编译器和优化级别，所以我不会在关键代码路径上打赌，除非使用的编译器定义明确并且预计不会更改（这种情况仍然经常发生）。

Answer 2

RVO/NRVO 在 C 中的 "as-if" 规则下是明确允许的。

在 C++ 中，您可以获得可观察到的副作用，因为您重载了构造函数、析构函数、and/or 赋值运算符以产生这些副作用（例如，当其中一个操作发生时打印出一些东西），但在 C 中，您无法重载这些运算符，而且内置的运算符没有明显的副作用。

如果不重载它们，复制省略不会产生明显的副作用，因此没有什么可以阻止编译器执行此操作。

Return C 中的值优化和复制省略

Return value optimization and copy elision in C

c

c++

struct

return-value-optimization

copy-elision