拷贝省略通过RVO和NRVO避免对象拷贝,C++17起对prvalue返回值强制实施,直接在目标位置构造对象,提升性能且无需拷贝或移动构造函数。

拷贝省略(Copy Elision)是C++中一种合法的编译器优化技术,它的核心作用是在某些场景下直接避免对象的拷贝或移动构造,从而提升性能。这种优化不是发生在语义层面,而是由编译器在不改变程序行为的前提下,跳过临时对象的构造过程。其中最典型的两种形式就是RVO(Return Value Optimization)和NRVO(Named Return Value Optimization)。
RVO指的是当函数返回一个临时对象时,编译器可以直接在调用方的内存空间中构造该对象,而不是先在函数内部构造再拷贝出去。
例如:
MyClass func() {
return MyClass(); // 返回临时对象
}
在没有RVO的情况下,流程是:
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有了RVO后,编译器会将返回对象直接构造在调用端的目标位置,整个拷贝过程被完全省略。
NRVO是RVO的扩展,适用于返回一个命名的局部变量的情况。
MyClass func() {
MyClass obj;
// 做一些操作
return obj; // 返回命名对象
}
这里obj是一个有名字的局部变量,按理说需要调用拷贝构造函数来返回。但现代编译器在满足条件时仍可应用NRVO,直接在调用方内存中构造obj,从而避免拷贝。
注意:NRVO的适用条件更严格。如果函数中有多个返回路径,或者返回的对象无法静态确定,NRVO可能失效。
比如以下情况通常会导致NRVO失败:
C++17引入了“强制拷贝省略”(Guaranteed Copy Elision),特别是在返回纯右值(prvalue)时,语言标准明确要求不再需要拷贝或移动构造函数。
例如:
MyClass obj = func(); // func()返回prvalue
从C++17起,这行代码会直接在obj的内存位置构造返回值,即使拷贝构造函数被删除(=delete),程序也合法。这意味着此时不再是“优化”,而是语言规则本身的设计。
虽然拷贝省略能显著提升性能,但不应依赖它来弥补低效设计。你应该:
基本上就这些。拷贝省略让C++在保持高抽象的同时,依然能实现零成本抽象。理解RVO和NRVO,有助于写出既清晰又高效的代码。
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