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visual c++ 2005中的命名返回值优化
多年来，microsoft visual c++编译器一直在努力寻求更新的技术与优化方式，以求最大可能地提高程序的性能。此文描述了visual c++编译器在不同情况下，是怎样消除多余的复制构造函数和析构函数的。
通常来说，当方法返回对象的一个实例时，会创建一个临时对象，并通过复制构造函数复制到目标对象中。在c++标准中，允许省略复制构造函数（哪怕会导致不同的程序行为），但这有一个副作用，就是编译器可能会把两个对象当成一个。visual c++ 8.0（visual c++ 2005）充分利用了c++标准的可伸缩性，加入了一些新的特性——命名返回值优化（nrvo）。nrvo消除了基于堆栈返回值的复制构造函数和析构函数，并去除了对多余复制构造函数和析构函数的调用，从而全面地提高了程序的性能。但要注意到，优化和未优化的代码，可能会有不同的程序行为表现。
而在某些情况下，nrvo不会进行优化（参见优化的局限性一节），以下是一些常见的情况：
·不同的路径返回不同的命名对象
·引入eh状态的多重返回路径（甚至所有的路径中返回相同的命名对象）
·由内联汇编语句引用的命名返回对象
nrvo优化概述
以下是一个简单的示例，演示了优化是怎样被实现的：
a mymethod (b &var)
{
a retval;
retval.member = var.value + bar(var);
return retval;
} |
使用上述函数的程序可能会有一个像如下所示的构造函数：
由mymethod返回的值会创建在内存空间中，并通过隐藏的参数指向vala。以下是函数中带有隐藏参数，并清晰地写明构造和析构函数时样子：
a mymethod (a &_hiddenarg, b &var)
{
a retval;
retval.a::a(); // retval的构造函数
retval.member = var.value + bar(var);
_hiddenarg.a::a(retval); // a的复制构造函数
return;
retval.a::~a(); // retval的析构函数
} |
从以上代码中，很明显可看出有一些可以优化的地方。最基本的想法是消除基于堆栈的临时值（retval），并使用隐藏参数，从而消除那些基于堆栈值的复制构造函数和析构函数。以下是nrvo优化过的代码：
a mymethod(a &_hiddenarg, b &var)
{
_hiddenarg.a::a();
_hiddenarg.member = var.value + bar(var);
return
} |
示例代码
sample1.cpp：比较简单的示例代码
#include <stdio.h>
class rvo
{
public:
rvo(){printf("i am in constructor\n");}
rvo (const rvo& c_rvo) {printf ("i am in copy constructor\n");}
~rvo(){printf ("i am in destructor\n");}
int mem_var;
};
rvo mymethod (int i)
{
rvo rvo;
rvo.mem_var = i;
return (rvo);
}
int main()
{
rvo rvo;
rvo=mymethod(5);
} |
打开或关闭nrvo编译sample1.cpp，将会产生不同的程序行为。
不带nrvo编译（cl /od sample1.cpp），下面是输出内容：
i am in constructor
i am in constructor
i am in copy constructor
i am in destructor
i am in destructor
i am in destructor |
用nrvo选项编译（cl /o2 sample1.cpp），以下是输出内容：
i am in constructor
i am in constructor
i am in destructor
i am in destructor |
sample2.cpp：较复杂一点的代码
#include <stdio.h>
class a {
public:
a() {printf ("a: i am in constructor\n");i = 1;}
~a() { printf ("a: i am in destructor\n"); i = 0;}
a(const a& a) {printf ("a: i am in copy constructor\n"); i = a.i;}
int i, x, w;
};
class b {
public:
a a;
b() { printf ("b: i am in constructor\n");}
~b() { printf ("b: i am in destructor\n");}
b(const b& b) { printf ("b: i am in copy constructor\n");}
};
a mymethod()
{
b* b = new b();
a a = b->a;
delete b;
return (a);
}
int main()
{
a a;
a = mymethod();
} |
不带nrvo（cl /od sample2.cpp）的输出如下：
a: i am in constructor
a: i am in constructor
b: i am in constructor
a: i am in copy constructor
b: i am in destructor
a: i am in destructor
a: i am in copy constructor
a: i am in destructor
a: i am in destructor
a: i am in destructor |
当打开nrvo优化时，输出如下：
a: i am in constructor
a: i am in constructor
b: i am in constructor
a: i am in copy constructor
b: i am in destructor
a: i am in destructor
a: i am in destructor
a: i am in destructor |
