C++ 引用与返回值

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++ 引用与返回值

【英文标题】：C++ references vs return values

【发布时间】：2011-05-24 05:14:43

【问题描述】：

我知道引用的原则是避免复制大型结构，但是如果您编写的函数本身创建了一个大型结构怎么办？与将目标对象作为引用传递并从函数中填充它相比，在本地创建变量然后返回它是否效率较低（或者您更有可能耗尽内存）？

我似乎不能很好地表达，所以一个具体的例子：假设一个函数接受一个字符串，并返回字符串中每一行的向量。该功能是否有物质优势：

void getLines(std::string in, std::vector<std::string>& out);

结束：

std::vector<std::string> getLines(std::string in);

感谢您的帮助， 悦

【问题讨论】：

我认为您在第一个代码 sn-p 中缺少 &。 （out 应该是参考...）

out 是一个参考...... 很抱歉，它丢失了，其他人编辑了它。

【参考方案1】：

这取决于您的编译器是否支持return value optimization（大多数支持）以及代码是否符合该优化的条件。

【讨论】：

VC2005 执行 named RVO，这样可以在返回向量时省去您的麻烦（这样您就不必到处构建“惰性”迭代器了）。见msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(v=vs.80).aspx

另外请注意，至少有一个编译器 (VC++) 将执行普通的旧 RVO，即使关闭所有优化。

【参考方案2】：

好吧，在您的特定情况下（用值填充容器）我会采用输入迭代器方法。但是在所有其他情况下（例如复杂的字符串生成或某些计算），我不会关心可能的性能损失并信任 RVO（请参阅 Jim 的回答）和编译器会按应有的方式对其进行优化。如果它成为瓶颈（配置文件！），当然改变它！

【讨论】：

是的，迭代器通常是要走的路。除非你使用虚函数。

【参考方案3】：

第一个例子应该更像这两个中的一个：

void getLines(std::string in, std::vector<std::string> &out);
void getLines(std::string in, std::vector<std::string> *out);

第二种风格通常更方便，理论上可以和第一种一样高效：

http://en.wikipedia.org/wiki/Return_value_optimization

这是否在实践中被看到取决于编译器、优化级别以及编译器是否能够首先发现机会。

虽然我并不代表所有人，但我从未真正设法让编译器利用 RVO，即使对于不做任何花哨的简单对象也是如此。因此，我个人推荐第一种方法，因为您可以保证在每个编译器上获得所需的行为，并且（这对我来说似乎相关......）对于每个程序员的代码——即，为保存返回而创建的对象value 由被调用函数直接填写，没有多余的副本。

（与编译器可能无法避免的副本相比，默认构造结果对象的成本（如果利用 RVO 可能会避免这种情况）通常并不显着。）

要注意的另一点是，如果试图避免不必要的复制，通过 const 引用而不是通过值传递对象通常是一个好主意，例如：

void getLines(const std::string &in, std::vector<std::string> &out);
void getLines(const std::string &in, std::vector<std::string> *out);

【讨论】：

我理解通过引用传递输入的实用程序，这只是一个疏忽，但为什么是 const 引用？

如果函数未修改其引用对象，则每个引用函数参数都应为 const。这应该是第二天性。帮助编译器优化，帮助程序员理解和使用函数。

如果函数接受值或 const 引用，您可以传入临时对象，但如果函数接受非 const 引用，则不能。这只是语言规则之一。所以这种行为很像按值传递，如果你愿意，你可以传递一个临时对象。 （由于mutable 和const_cast，对被调用者修改对象也有一些边际保护。但实际上很少见。）

【参考方案4】：

我的建议是编写代码，以便客户端使用尽可能直观。

如果 - 通常情况下 - 你判断它是按值返回，那么如果你的系统对性能至关重要，并且你发现编译器没有很好地优化特定的返回值 - 即使是在合理的最高值 优化级别您可以在检查任何相关的命令行选项或实现 RVO 的编译器提示之后使用，并在可行时考虑替代编译器 - 理想情况下是一个 C++11 编译器，该编译器受益于始终高效的移动语义，然后才更改特定的问题点以通过引用接受返回值。