现代C++之如何返回一个对象?

• 2019 年 12 月 30 日
• 筆記

如何返回一个对象?

一个用来返回的对象，通常应当是可移动构造 / 赋值的，一般也同时是可拷贝构造 / 赋值的。如果这样一个对象同时又可以默认构造，我们就称其为一个半正则（semiregular）的对象。如果可能的话，我们应当尽量让我们的类满足半正则这个要求。

1.返回值优化(拷贝消除)

下面编译的gcc版本是支持c++17的gcc8.3。如果使用gcc5.5等版本结果会不同。

ROV例子1：

#include <iostream>    using namespace std;    // Can copy and move  class A {  public:      A() { cout << "Create An"; }        ~A() { cout << "Destroy An"; }        A(const A &) { cout << "Copy An"; }        A(A &&) { cout << "Move An"; }  };    A getA_unnamed() {      return A();  }    int main() {      auto a = getA_unnamed();  }  

返回值优化输出：

Create A  Destroy A  

禁用返回值优化代码修改(-fno-elide-constructors)：

Create A  Destroy A  

修改代码如下NROV例子2：

A getA_named()  {    A a;    return a;  }    int main()  {    auto a = getA_named();  }  

优化结果同上！

Create A  Destroy A  

禁用后的结果：

Create A  Move A  Destroy A  Destroy A  

也就是说，返回内容被移动构造了。

示例3：

A getA_duang() {      A a1;      A a2;      if (rand() > 42) {          return a1;      }      else {          return a2;      }  }  

优化与禁用结果一样：

Create A  Create A  Move A  Destroy A  Destroy A  Destroy A  

我们把移动构造删除，得到示例4：

A(A&&)= delete;  

此时，前面的move就变成copy。

如果再进一步，把拷贝构造函数也删除呢？得到示例5：

A(const A&&)= delete;  A(A&&)= delete;  

是不是上面的 getA_unnamed、getA_named和 getA_duang 都不能工作了？

在 C++14 及之前确实是这样的。但从 C++17 开始，对于类似于 getA_unnamed这样的情况，即使对象不可拷贝、不可移动，这个对象仍然是可以被返回的！C++17 要求对于这种情况，对象必须被直接构造在目标位置上，不经过任何拷贝或移动的步骤。

2.总结

• copy construct本身在RVO和NRVO两种情况下被优化了，如果再加上move反而画蛇添足。

在 C++11 之前，返回一个本地对象意味着这个对象会被拷贝，除非编译器发现可以做返回值优化（named return value optimization，或 NRVO），能把对象直接构造到调用者的栈上。从 C++11 开始，返回值优化仍可以发生，但在没有返回值优化的情况下，编译器将试图把本地对象移动出去，而不是拷贝出去。这一行为不需要程序员手工用 std::move 进行干预——使用std::move 对于移动行为没有帮助，反而会影响返回值优化。”

• 加入了move assignment后，默认是调用move assignment而不是copy assignment