C++返回值優化

此代碼：C++返回值優化

#include <vector> 

std::vector<float> getstdvec() { 
    std::vector<float> v(4); 

    v[0] = 1; 
    v[1] = 2; 
    v[2] = 3; 
    v[3] = 4; 

    return v; 
} 

int main() { 
    std::vector<float> v(4); 

    for (int i = 0; i != 1000; ++i) 
    { 
     v = getstdvec(); 
    } 
}

我這裏不正確的理解是，該功能getstdvec不應該有實際分配，它的返回向量。當我在valgrind/callgrind中運行它時，我發現有1001個malloc調用; 1用於main中的初始向量聲明，每個循環迭代1000次。

什麼給？我怎樣才能從這樣的函數中返回一個矢量（或任何其他對象），而不必每次都分配它？

編輯：我知道我可以通過引用傳遞向量。我的印象是，有可能（甚至最好）編寫這樣的函數，返回一個對象而不會產生不必要的分配。

來源

2013-10-18 Aurelius

對於您的編輯：我們需要一個您正試圖解決的問題的實例，而不是這個極其微小的示例代碼，以幫助提供非通過參考的解決方案。 –

@MarkB，它的確如此簡單：我想要一個返回矢量而不必進行不必要的複製/分配的函數。我的印象是，與RVO或rvalues有關的東西會使這件事情變得非常簡單。一個簡單的現實世界的例子就是嘗試對向量y和x以及標量k做y = k * x。傳統的傳遞參考函數看起來像'void mult（const float＆k，const vec＆x，vec＆y）'。但顯然函數調用'y = mult（k，x）'比'mult（k，x，y）'更可取。 – Aurelius

RVO（返回值優化）是編譯器對您的代碼執行的操作。你的代碼需要首先做一些可以優化的東西（例如傳遞一個臨時的東西，例如分配給同一個對象）。你可能已經看過那個代碼並且認爲 - 嗯，我可以通過傳遞一個對getstdvec的引用來優化它。爲什麼編譯器不這樣做？那麼，傳遞參考並不代表你的代碼。你只能期望編譯器優化你的代碼所做的事情 - 而不是它可以做的事情。 – iheanyi

最簡單的答案是將已創建的矢量對象傳遞給函數。

std::vector<float> getstdvec(std::vector<float> &myvec){

在這種情況下，你真的沒有返回這麼

void getstdvec(std::vector<float> &myvec){

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2013-10-18 16:08:16 Dweeberly

您可以通過引用傳遞它...複製省略使得它使V = getstdvect（）分配V（在你的主體中）直接到v（在你的getstdvec（））中，並跳過通常與按值返回相關聯的副本，但它不會跳過函數中的v（4）。爲了做到這一點，你需要通過參考採取向量：

#include <vector> 
void getstdvec(std::vector<float>& v){ 
    v.resize(4);//will only realocate if v is wrong size 
    v[0] = 1; v[1] = 2; v[2] = 3; v[3] = 4; 
    return v; 
} 
int main() { 
    std::vector<float> v(4); 
    for (int i=0; i!=1000;++i) 
    getstdvec(v); 
}

來源

2013-10-18 16:08:22 IdeaHat

我怎樣才能返回從這樣的功能的載體（或任何其他對象），而不必分配它的每一個時間？

在你的方式，你聲明大小爲4當地的載體，所以每一個函數被調用時，它會分配內存。如果你的意思是你總是修改相同的向量，那麼你可以考慮通過引用來傳遞向量。

例如：

void getstdvec(std::vector<float>& vec) 
{        //^^ 
    //do something with vec 
}

內main，你聲明的載體和分配空間，你做了什麼。現在，您做到以下幾點：

for (int i=0; i!=1000;++i) 
{  //^^^minor: Don't use magic number in the code like this, 
     //define a const instead 
    getstdvec(vec); 
}

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2013-10-18 16:09:16 taocp

在代替使用返回值，你可以使用一個參考：

void getstdvec(std::vector<float> &v)

可避免臨時對象

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2013-10-18 16:09:45 Matt

你做副本的副本在循環中分配，而不是複製。 RVO優化僅適用於從返回值構造變量，而不是分配給它們。

我不能完全弄清楚你在這裏試圖解決的真正問題。有了更多的細節，就有可能提供一個解決您的潛在問題的良好答案。按照這種方式返回函數，您需要創建一個臨時向量，以在每次調用該函數時返回。

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2013-10-18 16:09:57

當您調用函數時，對於返回類型如std::vector<T>，編譯器會爲返回的對象提供內存。被調用的函數負責構造它在這個內存槽中返回的實例。

RVO/NRVO現在允許編譯器省略創建本地臨時對象，從內存槽中複製構造返回值，破壞臨時對象並最終返回給調用者。相反，被調用函數直接在返回槽的內存中直接構造本地對象，並在函數結束時返回。

從調用者的角度來看，這是透明的：它爲返回的值提供內存，並且當調用的函數返回時，會有一個有效的實例。調用者現在可以使用這個對象，並且負責調用析構函數並在以後釋放內存。

這意味着RVO/NRVO僅適用於當您調用函數構造新實例時，而不是在您分配它時。以下是其中可以應用RVO/NRVO一個例子：

std::vector<float> v = getstdvec();

但原始代碼使用循環和在每次迭代中，需要構建從getstdvec()結果和該臨時分配給v。 RVO/NRVO無法解決這個問題。

來源

2013-10-18 16:13:41

C++返回值優化

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