RVO 应何时启动？

Question

从下面的代码来看，如果发生了 RVO，我希望看到 2 个地址指向同一位置，但事实并非如此（我的编译器是 MS VC9.0）

#include <iostream>
#include <string>

std::string foo(std::string& s)
{
   std::cout << "address: " << (unsigned int)(&s) << std::endl;
   return s;
}

int main()
{
   std::string base = "abc";
   const std::string& s = foo(base);
   std::cout << "address: " << (unsigned int)(&s) << std::endl;
   std::cout << s << std::endl;
   return 0;
}

在什么条件下应该发生 RVO？

顺便说一句，我的问题基于以下讨论： http://cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by-value/

Answer 1

RVO 通常适用于返回未命名临时对象的情况，但如果返回先前创建的对象则不适用。

std::string foo() {
  return std::string("hello world"); // RVO
}

std::string foo() {
  std::string str("hello world");
  bar();
  return str; // Not RVO
}

std::string foo(std::string str) {
  return str; // Not RVO
}

更通用的版本是 NRVO（命名返回值优化），它也适用于命名变量。

std::string foo() {
  std::string str("hello world");
  bar();
  return str; // NRVO
}

std::string foo(std::string str) {
  return str; // Not NRVO, as far as I know. The string is constructed outside the function itself, and that construction may be elided by the compiler for other reasons.
}

std::string foo(std::string str) {
  std::string ret;
  swap(ret, str);
  return ret; // NRVO. We're returning the named variable created in the function
}

Answer 2

正确的答案是“只要编译器愿意”。标准并未强制（但允许）这种行为，并且其启动的确切条件因编译器和版本而异。

一般来说，编译器比你更聪明，并且会为你的最大利益而工作。不要质疑它。

C++0x 中的右值引用有点像 RVO 的手动版本。

编辑：仔细查看您的代码，您肯定误解了 RVO。因为您的参数是引用，所以函数的返回值不可能具有相同的地址。

Answer 3

我不知道完整的条件，但我相信您返回的是参数而不是函数中创建的实例，这一事实导致了示例中的问题。

对我来说，以下内容显示了两者的相同地址：

#include <iostream>
#include <string>

std::string foo()
{
   std::string s("rvo!");
   std::cout << "address: " << (void *)(&s) << std::endl;
   return s;
}

int main()
{
   const std::string s = foo();
   std::cout << "address: " << (void *)(&s) << std::endl;
   std::cout << s << std::endl;
   return 0;
}

跟进 darid 的评论

键盘关于页面 记录了它使用 C++ 的 -fno-elide-constructors 。该选项的文档形成了 g++ 手册页状态：

C++ 标准允许实现省略创建
临时的，仅用于初始化另一个对象
相同类型。指定此选项会禁用该优化，并且
强制 G++ 在所有情况下调用复制构造函数。

在我的机器上，使用 -fno-elide-constructors 进行编译会阻止 RVO，但不使用 -fno-elide-constructors 进行编译则允许它。

Answer 4

您似乎误解了 RVO，请尝试这个示例（实际上是 NRVO）：

std::string foo(const char* const s)
{
    std::string out(s);
    std::cout << "address: " << (void*)(&out) << std::endl;
    return out;
}

int main()
{
   std::string s = foo("abc");
   std::cout << "address: " << (void*)(&s) << std::endl;
}