C++中的RVO与NVR优化

语义上，函数调用结束，返回值会通过拷贝构造一个临时匿名对象传出来（因为函数体中的都是局部变量，return后的对象调用完成都超过作用域，不存在了）。

先上代码：

#include 
using namespace std;

class MyClass
{

private:
	int m_i;

public:
	MyClass(){ m_i = 0; cout << "this is default constructor!" << endl; }  //缺省构造函数
	MyClass(const MyClass& that);   //拷贝构造函数
	MyClass& operator=(const MyClass& that);   //赋值构造函数
};

MyClass::MyClass(const MyClass& that)

{
	cout << "this is copy constructor!" << endl;
	this->m_i = that.m_i;
}

MyClass& MyClass::operator=(const MyClass& that)

{
	cout << "this is assignment constructor!" << endl;

	if (this != &that)
	{
		return *this;
	}
	else
	{
		this->m_i = that.m_i;
		return *this;
	}
}

MyClass gfunc()
{
	MyClass obj;
	return obj;
}

MyClass func()
{
	return MyClass();
}

int main()
{
	MyClass myObj;
	cout << "________" << endl;

	myObj = gfunc();
	cout << "________" << endl;

	MyClass myObj2 = gfunc();
	cout << "________" << endl;

	MyClass myObj3 = func();   //RVO优化
        cout << "________" << endl;

        myObj3 = func();           //RVO优化 
        cin.get();
	return 0;
}

在VS2013下，最终的输出结果如下：

myObj = gfunc()这句，一共有3次构造函数的调用。包括gfunc()函数体内部的局部对象obj的构造，return返回值一个匿名的临时对象的构造。gfunc()函数体执行完成，return之后的obj对象已经消亡，为了把返回值传出来，必须借助于这个临时对象。

借助于C++编译器的RVO技术（return value optimization），return 后是调用构造函数：若是用来给对象赋值，则会省掉一次拷贝构造函数的调用（用来传出返回值的匿名临时对象），代码中的 myObj3 = func()；若是用来初始化对象，那么还可以省掉一次赋值构造函数的调用，代码中的  MyClass myObj3 = func()。（注意这里要区别C++中的初始化和赋值，初始化是分配空间的同时赋值，一个语句完成；而赋值是先前已经有了空间）。

如果return 之后，是一个具名的对象，编译器可以做NRV优化。此时如果返回值用来初始化对象，可以省掉一次赋值构造函数的调用。 代码中的  MyClass myObj2 = gfunc() ，相当于直接用把return 后的临时对象拷贝构造到myObj2中。

上边两条是编译器默认就提供的，比如在VS下。

如果编译器的优化能力更强，还存在更强的NVR优化技术，能省掉拷贝构造函数的调用。

在gfunc()函数中，内部通过默认构造函数局部变量obj，最后又return这个局部变量obj，对于MyClass myObj2 = gfunc() 语句，完全可以直接将myObj2 代替obj，可以在前边的基础上省掉了拷贝构造函数的调用。myObj = gfunc() 则可以直接将return 后的结果赋值给myobj ，也省掉了拷贝构造函数的调用。

上边的代码在GCC -O优化编译下，输出为：

可以看到如果return 后是一个具名变量，也就是是个左值；NRV优化可以省去拷贝构造一个临时匿名变量。GCC下比较好开启，VS中暂时没找到启用方法。

由于NRV优化的存在，可以return之后直接返回一个具名的对象。万一不支持NRV技术，将会拷贝构造一个匿名的临时对象，而且如果存在移动拷贝构造函数，默认的总是移动拷贝构造函数的效率更好，所以当存在移动拷贝构造函数时，将是移动拷贝构造一个临时匿名对象，虽然此时return 后的是一个具名的左值 result，实际相当于 return move(result).

看这里的栗子

上边这个栗子中，函数的返回值类型不能是指向临时变量的引用（无论左值引用还是右值引用）和指针的原则是不能变的；不过可以将函数的返回值（本身可以是个临时变量），赋值给右值引用或者const 左值引用。注意前后的差别。因为函数调用结束，返回值变不存在，实际调用结束返回值是return 后的值的一个拷贝，return 后的那个在调用结束一定是不存在的。

右值引用和const左值引用，会延长临时变量的生存周期，使得引用变量存在时，临时变量也是存在的。