C++：避免​​使用“return”语句复制

Question

我在C++中有一个非常基本的问题。 如何在返回对象时避免复制？

下面是一个例子：

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; 
} 

据我所知C++是如何工作的，这个功能将创建2个载体：本地一（x）和x的副本将被返回。有没有办法避免复制？ （并且我不想返回指向对象的指针，但是返回对象本身）

非常感谢。

编辑：根据第一答案额外的问题：什么是使用“移动语义”该函数的语法？

Answer 1

该程序可以利用指定的返回值优化（NRVO）。在这里看到：http://en.wikipedia.org/wiki/Copy_elision

在C++ 11有移动建设者和分配这也便宜。你可以在这里阅读教程：http://thbecker.net/articles/rvalue_references/section_01.html

Answer 2

编译器通常可以优化掉额外的副本你（这被称为返回值优化）。见https://isocpp.org/wiki/faq/ctors#return-by-value-optimization

Answer 3

Named Return Value Optimization将做的工作适合你，因为编译器试图消除冗余拷贝构造函数和，而使用它析构函数调用。

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

与返回值优化：创建

1. ý
2. x被创建
3. x被分配成Y
4. x被破坏

（以防你想自己尝试一下，以便更深入的了解，看看this example of mine）

，甚至更好，就像Matthieu M.指出，如果你在那里y声明的同一行中调用test，还可以防止冗余对象和冗余分配的建设，以及（x将内存中内构建y将存储）：

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

检查他的回答为更好地了解这种情况（你也会发现，这种优化不能总是被应用）。

OR，你可以修改代码以传递载体，以你的函数，参考，同时避免复制这将是语义上更正确的：

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，你可以宣布你的返回类型是std :: vector &在这种情况下，将返回引用而不是副本。您也可以定义一个指针，在您的方法体内部构建一个指针，然后返回该指针（或该指针的副本是正确的）。

最后，许多C++编译器可以做返回值优化（http://en.wikipedia.org/wiki/Return_value_optimization）排除在某些情况下临时对象。

Answer 5

引用它会工作。

Void(vector<> &x) { 

} 

Answer 6

对于RVO（返回值优化）如何工作似乎存在一些混淆。

一个简单的例子：

#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输出：

0xbf928684 
0xbf928684 

令人惊讶的？

实际上，这是RVO的效果：对象要返回直接构造代替在调用者。

如何？

传统上，呼叫方（main这里）会预留堆栈的返回值上的一些空间：返回槽;被调用者（在这里为create）被传递（以某种方式）返回槽的地址以将其返回值复制到。然后，被调用者为其构建结果的局部变量（如其他任何局部变量）分配自己的空间，然后在return语句中将其复制到返回位置。

当编译器从代码中推导出该变量可以直接构建到具有等效语义（as-if规则）的返回插槽中时，触发RVO。

注意，这是这样一个共同的优化，这是明确的标准白名单和编译器不担心副本可能产生的副作用（或移动）构造函数。

什么时候？

编译器是最有可能使用简单的规则，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，优化时不能A，因为编译器不能在建立a返回应用后者的情况下因为它可能需要其他东西（取决于布尔条件b）。

一条简单的拇指法则是这样认为：如果返还口没有其他候选人被前return语句声明

RVO应适用。