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NRV优化

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NRV优化操作

导言

  之前在阅读候捷老师的《深入探索C++对象模型》一书时，对于NRV优化操作这个编译器优化并还是特别的清楚。所以今天准备通过实际测试来深入了解一下这个NRV的编译器优化。

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#include <iostream>
class Edge{
 public:
  Edge() {
    std::cout << "Edge construct!" << std::endl;
    Point = 0;
  }
  ~Edge() { std::cout << "Edge destruct！" << std::endl; }
  Edge(const Edge&_result) {
    std::cout << "Copy Construct!" << std::endl;
    Point = _result.Point;
  }

 private:
  int Point;
};
Edge get() {
  Edge point;
  return point;
}
int main() { Edge point = get(); }

  接下来我们将通过这个例子来深入了解NRV优化

不用NVR优化

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// g++ -o demo test.cpp -fno-elide-constructors
// -fno-elide-constructors 表示输出未优化的结果
Edge construct!
Copy Construct!
Edge destruct！
Copy Construct!
Edge destruct！
Edge destruct！

  在上述代码中，在成员函数get()函数中定义了一个Edge对象，然后将其作为返回值返回。如果按照调用copy construct,编译器会对代码进行一个扩张操作

  • 首先加上一个额外参数，类型是类对象的一个引用，这个参数用来放置由copy construct 而得到的返回值。
  • 在return命令之前安插一个copy construct调用操作，以便将欲传回的对象的内容当作上述新增参数的初值。

具体过程可以通过下面的伪代码来了解

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Edge get(Edge &_result) {
  // 增加一个额外参数作为引用传入函数
  Edge point;
  //这里会调用Edge的空构造函数
  point.Edge::Edge();
  //调用拷贝构造函数将Edge将point的值赋给返回值
  _result.Edge(point);
}

  在上述代码中，编译器的扩张操作，构造出了point。但是这个没用空构造的point根本就没有起到什么作用。对于编译器来说，这就会导致资源的浪费，拖慢运行速度。所以NRV优化操作就显的很有必要了。

使用NRV优化

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// g++ -o demo test.cpp
// g++ -o 会对程序做部分优化 
Edge construct!
Edge destruct！

  编译器为了避免这个无意义的临时变量，编译器选择使用传入的参数(_ result)。对其直接进行构造，这样就避免了无意义的临时变量。具体操作参考如下伪代码

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Edge get(Edge &_result) { //额外参数作为引用参数介入函数
  //使用NRV优化后，不再生成point临时变量，而是对_result直接进行构造
  _result.Edge::edge();
  return; // 返回已有的返回值
}

结束语

  只有在显式定义copy construct 的时候，编译器才会激活NRV优化操作。对于普通的程序，是看不出NRV优化的好处，只有在庞大数据量时，NRV优化操作的优点才会显现出来。