C 中的RVO和NRVO優化

2021-08-20 03:25:07 字數 1976 閱讀 3967

rvo (return value optimization) 和nrvo (named return value optimization) 是c++在處理乙個函式返回類物件並將返回值賦給另乙個物件時，為了減少拷貝構造次數以及析構次數而採用的一種編譯器優化技術。

本篇部落格以《深度探索c++物件模型》中例子來總結這兩種優化技術。**片段如下：

class point3d


cout << "operator="


}}point3d factory()


int main()
這個例子中的point3d類中顯式定義了建構函式、拷貝建構函式、析構函式以及過載了賦值運算子，並在內部加入了一些列印資訊來檢視這些函式的呼叫情況。

1）不做任何返回值優化。在g++中有乙個選項-fno-elide-constructors可以去掉任何返回值優化。最終列印情況如下：

constructor      //factory函式中構造po物件


copy


constructor //factory函式中用po物件拷貝構造臨時物件_temp


deconstructor //factory函式中返回時，析構掉區域性物件po


copy


constructor //main函式中用factory函式中拷貝構造的臨時物件拷貝構造物件p


deconstructor //析構臨時物件_temp


deconstructor //main函式結束時，析構物件p
可以看出，不做任何優化的話就是有兩次拷貝構造和析構，對照注釋很容易理解

2）做rvo優化，vs在debug模式下使用rvo而不用nrvo。對應的輸出如下：

constructor


copy


constructor


deconstructor


deconstructor //main函式中p的析構
在《在深度探索c++物件模型》書中，對應的解釋為，編譯器將factor函式改寫為了如下的偽**形式：

factory(const point3d &_result)
而main函式中賦值語句改寫為：

point3d p;


factory(p);
這樣將p直接做為引數，在factory()函式中進行構造，就不需要先將po拷貝構造出臨時物件_temp，再析構_temp。

3）那能不能直接構造p，而不需要先構造po，再拷貝構造p呢。答案是可以的，需要將factory()函式改寫為如下形式:

factor()
這種返回臨時物件的寫法，如果開啟了編譯器的rvo優化，factory()函式的大致偽**實現就會改寫為：

factory(const point3d &_result)
相應的列印情況，就為：

constructor    //p的構造


deconstructor //p的析構
這樣將拷貝建構函式和析構函式又減少了一次。

4）有時程式設計師會不注意將factory()函式改寫為(3)中的形式，那能不能不改寫也能起到(3)中的優化效果呢，這時nrvo優化就上場了。

如果程式設計師還是將factory()函式寫成：

point3d factory()
有了nrvo優化編譯器還是會將其優化成(3)中的形式，對應輸出結果當然同樣只有一次構造和析構。

我在vs下和gcc下分別在debug模式和release模式下驗證發現，gcc在debug和release模式下都支援nrvo優化，在vs的debug模式下只支援rvo優化，release模式下支援nrvo優化。對於其它的編譯器，還暫時沒做相應的驗證。

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