C++：避免​​使用「return」語句複製

Question

我在C++中有一個非常基本的問題。 如何在返回對象時避免複製？

下面是一個例子：

std::vector<unsigned int> test(const unsigned int n) 
{ 
    std::vector<unsigned int> x; 
    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i) { 
     x.push_back(i); 
    } 
    return x; 
} 

據我所知C++是如何工作的，這個功能將創建2個載體：本地一（x）和x的副本將被返回。有沒有辦法避免複製？ （並且我不想返回指向對象的指針，但是返回對象本身）

非常感謝。

編輯：根據第一答案額外的問題：什麼是使用「移動語義」該函數的語法？

Answer 1

該程序可以利用指定的返回值優化（NRVO）。在這裏看到：http://en.wikipedia.org/wiki/Copy_elision

在C++ 11有移動建設者和分配這也便宜。你可以在這裏閱讀教程：http://thbecker.net/articles/rvalue_references/section_01.html

Answer 2

編譯器通常可以優化掉額外的副本你（這被稱爲返回值優化）。見https://isocpp.org/wiki/faq/ctors#return-by-value-optimization

Answer 3

Named Return Value Optimization將做的工作適合你，因爲編譯器試圖消除冗餘拷貝構造函數和，而使用它析構函數調用。

std::vector<unsigned int> test(const unsigned int n){ 
    std::vector<unsigned int> x; 
    return x; 
} 
... 
std::vector<unsigned int> y; 
y = test(10); 

與返回值優化：創建

1. ý
2. x被創建
3. x被分配成Y
4. x被破壞

（以防你想自己嘗試一下，以便更深入的瞭解，看看this example of mine）

，甚至更好，就像Matthieu M.指出，如果你在那裏y聲明的同一行中調用test，還可以防止冗餘對象和冗餘分配的建設，以及（x將內存中內構建y將存儲）：

std::vector<unsigned int> y = test(10); 

檢查他的回答爲更好地瞭解這種情況（你也會發現，這種優化不能總是被應用）。

OR，你可以修改代碼以傳遞載體，以你的函數，參考，同時避免複製這將是語義上更正確的：

void test(std::vector<unsigned int>& x){ 
    // use x.size() instead of n 
    // do something with x... 
} 
... 
std::vector<unsigned int> y; 
test(y); 

Answer 4

首先，你可以宣佈你的返回類型是std :: vector &在這種情況下，將返回引用而不是副本。您也可以定義一個指針，在您的方法體內部構建一個指針，然後返回該指針（或該指針的副本是正確的）。

最後，許多C++編譯器可以做返回值優化（http://en.wikipedia.org/wiki/Return_value_optimization）排除在某些情況下臨時對象。

Answer 5

引用它會工作。

Void(vector<> &x) { 

} 

Answer 6

對於RVO（返回值優化）如何工作似乎存在一些混淆。

一個簡單的例子：

#include <iostream> 

struct A { 
    int a; 
    int b; 
    int c; 
    int d; 
}; 

A create(int i) { 
    A a = {i, i+1, i+2, i+3 }; 
    std::cout << &a << "\n"; 
    return a; 
} 

int main(int argc, char*[]) { 
    A a = create(argc); 
    std::cout << &a << "\n"; 
} 

而且其在ideone輸出：

0xbf928684 
0xbf928684 

令人驚訝的？

實際上，這是RVO的效果：對象要返回直接構造代替在調用者。

如何？

傳統上，呼叫方（main這裏）會預留堆棧的返回值上的一些空間：返回槽;被調用者（在這裏爲create）被傳遞（以某種方式）返回槽的地址以將其返回值複製到。然後，被調用者爲其構建結果的局部變量（如其他任何局部變量）分配自己的空間，然後在return語句中將其複製到返回位置。

當編譯器從代碼中推導出該變量可以直接構建到具有等效語義（as-if規則）的返回插槽中時，觸發RVO。

注意，這是這樣一個共同的優化，這是明確的標準白名單和編譯器不擔心副本可能產生的副作用（或移動）構造函數。

什麼時候？

編譯器是最有可能使用簡單的規則，如：

// 1. works 
A unnamed() { return {1, 2, 3, 4}; } 

// 2. works 
A unique_named() { 
    A a = {1, 2, 3, 4}; 
    return a; 
} 

// 3. works 
A mixed_unnamed_named(bool b) { 
    if (b) { return {1, 2, 3, 4}; } 

    A a = {1, 2, 3, 4}; 
    return a; 
} 

// 4. does not work 
A mixed_named_unnamed(bool b) { 
    A a = {1, 2, 3, 4}; 

    if (b) { return {4, 3, 2, 1}; } 

    return a; 
} 

在（4）中，優化時不能A，因爲編譯器不能在建立a返回應用後者的情況下因爲它可能需要其他東西（取決於布爾條件b）。

一條簡單的拇指法則是這樣認爲：如果返還口沒有其他候選人被前return語句聲明

RVO應適用。