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RVO-编译器返回值优化

简介:
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RVO--Return Value Optimization

概述

返回值优化(Return Value Optimization,简称RVO)是一种编译器优化机制:

当函数需要返回一个对象的时候,如果自己创建一个临时对象用户返回,那么这个临时对象会消耗一个构造函数(Constructor)的调用、一个复制构造函数的调用(Copy Constructor)以及一个析构函数(Destructor)的调用的代价。而如果稍微做一点优化,就可以将成本降低到一个构造函数的代价,这样就省去了一次拷贝构造函数的调用和依次析构函数的调用。

编译使用原则

在使用GNU/g++编译器时可以使用"-fno-elide-constructors"选项来强制g++总是调用copy构造函数,即使在用临时对象初始化另一个同类型对象的时候。

但是在使用VS架构的编译器的时候, 貌似编译器默认直接使用RVO的, 并没有找到什么选项来关闭返回值优化。。。

具体信息请参照http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(VS.80).aspx


例子

我们都知道三种拷贝构造函数调用的时机

①最明显的就是用一个类对象初始化另外一个对象的时候
②函数的参数是类对象,这个是函数按值传参数的时候,包括指针在内都是对原有的值的拷贝.
③函数返回一个类对象,这是一个对象以值传递的方式从函数返回.

但是这些都只是语义上的分析, 现在的编译器的编译策略, 很多情况下会把这些临时对象的创建都隐藏掉...

  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4.   
  5. class Base  
  6. {  
  7. public :  
  8.     Base(int num)  
  9.     {  
  10.         m_num = num;  
  11.     }  
  12.     Base(const Base &base)  
  13.     {  
  14.         cout <<"Copy constructor..." <<endl;  
  15.     }  
  16.   
  17.     /*~Base( ) 
  18.     { 
  19.         cout <<"Destroy...." <<endl; 
  20.     } */  
  21. private :  
  22.     int m_num;  
  23.   
  24. };  
  25.   
  26.   
  27.   
  28. Base GetBase( )  
  29. {  
  30.     Base base(10);  
  31.     cout <<"返回值是对象类型, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;  
  32.     return base;  
  33. }  
  34.   
  35. void GetBase(Base base)  
  36. {  
  37.     cout <<"参数是对象类型, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;  
  38. }  
  39.   
  40.   
  41. int main( )  
  42. {  
  43.     Base b1(20);  
  44.     cout <<"使用一个类对象去初始化另一个类对象, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;  
  45.     Base b2 = b1;  
  46.     //cout <<"使用一个可以隐式转换为Base类对象的整数值1来初始化, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;  
  47.     //Base b3 = 1;  
  48.     b2 = GetBase( );  
  49.     GetBase( );  
  50. }  
#include <iostream>
using namespace std;


class Base
{
public :
	Base(int num)
	{
	    m_num = num;
	}
	Base(const Base &base)
	{
		cout <<"Copy constructor..." <<endl;
	}

	/*~Base( )
	{
		cout <<"Destroy...." <<endl;
	} */
private :
    int m_num;

};



Base GetBase( )
{
	Base base(10);
	cout <<"返回值是对象类型, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;
	return base;
}

void GetBase(Base base)
{
	cout <<"参数是对象类型, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;
}


int main( )
{
	Base b1(20);
	cout <<"使用一个类对象去初始化另一个类对象, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;
	Base b2 = b1;
	//cout <<"使用一个可以隐式转换为Base类对象的整数值1来初始化, 应该调用拷贝构造函数" <<endl;
	//Base b3 = 1;
	b2 = GetBase( );
	GetBase( );
}

上面的代码,用GCC4.8.1编译, 如果常规进行编译, 就会出现这样的结果


但是如果加上-fno-elide-constructors选项, 调用结果就成为我们所理解的方式




很明显, 默认的RVO设置, 将后面两种情况下, 临时对象的创建优化掉了。。。

编译器无法进行RVO的几种情况

RVO是一个很有帮助的编译优化策略, 但是它的优化实现是依赖于编译器的,也就是说编译器只能对指定的符合其规则的代码, 进行RVO优化,对于不符合要求的却无能为力了,

下面我们总结一下有哪些情况会阻止编译器进行这种优化。

① 函数使用exeception, 为了保证异常的正确捕获, 编译器不会进行RVO

② 不对命名的函数对象(Different Named Objects), 这个情况是说,函数有可能有多个分支,最终导致有多个不同位置的return语句。对于此项优化,要求所有return返回的对象的名字都是一致的。如写成下面的情况,就不行:

  1. Base Test( )   
  2. {  
  3.     if(...)  
  4.     {  
  5.        return b1;  
  6.     }  
  7.     else  
  8.     {  
  9.     return b2;  
  10.     }  
  11. }  
Base Test( ) 
{
    if(...)
    {
       return b1;
    }
    else
    {
	return b2;
    }
}
因此 优化的关键,就是最好只在一个地方返回。即函数只有一个出口

③ 嵌入的汇编代码中引用了返回对象。


转载:http://blog.csdn.net/gatieme/article/details/22650353

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