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什么是复制和移动省略？

Visual Studio 中的强制复制/移动省略

对 Visual Studio 17.4 预览版 3 中的可选复制/移动省略的更改

可选复制/移动省略的示例

在循环内返回

返回时进行异常处理

使用默认参数复制构造函数

对 NRVO（“命名返回值优化”） 的限制

什么是复制和移动省略？

当 C++ 函数中的关键字后跟非基元类型的表达式时，该 return 语句的执行会将表达式的结果复制到调用函数的返回槽中。为此，将调用非基元类型的复制或移动构造函数。然后，作为退出函数的一部分，调用函数局部变量的析构函数，可能包括关键字后面的表达式中命名的任何变量。returnreturn

C++规范允许编译器直接在调用函数的返回槽中构造返回的对象，省略作为返回的一部分执行的复制或移动构造函数。与大多数其他优化不同，此转换允许对程序的输出产生可观察的影响 - 即，复制或移动构造函数和关联的析构函数被调用一次。

Visual Studio 中的强制复制/移动省略 

C++ 标准要求在返回值初始化为语句的一部分时（例如，当返回类型的函数返回时）复制或移动省略。Microsoft Visual C++ 编译器始终在需要时对返回语句执行复制和移动省略，而不考虑传递给编译器的标志。此行为保持不变。returnFooreturn Foo()

对 Visual Studio 17.4 预览版 3 中的可选复制/移动省略的更改

当返回值是命名变量时，编译器可以省略副本或移动，但不是必需的。该标准仍然要求为命名返回变量定义复制或移动构造函数，即使编译器在所有情况下都省略了构造函数。在 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 之前，当禁用优化（例如使用编译器标志或标记为 的函数）时，编译器将仅执行强制复制和移动省略。使用 theflag，编译器将执行可选的复制或移动 elision，以通过简单的控制流优化函数。

从 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 开始，我们为开发人员提供了与 newcompiler 标志保持一致的选项。默认情况下，当代码使用 theflag、theflag 编译或稍后编译时，将传递 Theflag。传递此标志后，将尽可能执行复制和移动省略。我们希望在将来的版本中默认打开。/Zc:nrvo/Zc:nrvo/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo

从 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 开始，还可以使用 theflag 显式禁用可选的复制/移动省略。不可能禁用强制复制/移动省略。/Zc:nrvo-

在 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 中，当启用了可选的复制/移动 elision 时，我们还增加了使用 ,,, oror 更高版本的标志启用复制/移动 elision 的位置数量

Visual Studio 的早期版本	Visual Studio 17.4 Preview 3 及更高版本
强制复制/移动省略	总是发生。	总是发生。
可选的复制/移动省略，用于返回函数中的命名变量，无需循环或异常处理	除非函数具有多个具有重叠生存期的返回符号，或者类型的复制或移动构造函数具有默认参数，否则会发生。/O2	不会在下面发生。否则，在 、 或以后发生，或者除非函数具有多个具有重叠生存期的返回符号。/Zc:nrvo-/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo
可选的复制/移动省略号，用于在循环中返回命名变量	永远不会发生。	不会在下面发生。否则，在 、 或以后发生，或者除非函数具有多个具有重叠生存期的返回符号。/Zc:nrvo-/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo
可选的复制/移动省略，用于返回具有异常处理的函数中的命名变量	永远不会发生。	不会在下面发生。否则，在 、 或以后发生，或者除非函数具有多个具有重叠生存期的返回符号。/Zc:nrvo-/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo
可选的复制/移动省略，用于在复制或移动构造函数具有其他默认参数时返回命名变量	永远不会发生。	不会在下面发生。否则，在 、 或以后发生，或者除非函数具有多个具有重叠生存期的返回符号。/Zc:nrvo-/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo
用于抛出命名变量的可选复制/移动省略	永远不会发生。	永远不会发生。

 

可选复制/移动省略的示例

可选复制或移动省略的最简单示例是以下函数：

Foo SimpleReturn() {
    Foo result;
    return result;
}

在这种情况下，如果传递了标志，则早期版本的 MSVC 编译器已省略了复制或移动到返回槽中。在 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 中，如果传递了 orflags 或稍后的标志，则也会省略复制或移动，如果传递了标志，则保留复制或移动。result/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo/Zc:nrvo-

从 Visual Studio 2022 版本 17.4 预览版 3 开始，现在在以下其他情况下执行复制/移动省略（如果将 orflags 传递给编译器而 orflags 未传递

 

在循环内返回

对象将在循环的每次迭代开始时正确构造，并在每次迭代结束时销毁。在返回的迭代中，退出函数时不会调用其析构函数。当返回的对象超出该函数的范围时，函数的调用方将销毁返回的对象。resultresult

返回时进行异常处理

Foo ReturnInTryCatch() {
    try {
        Foo result;
        return result;
    } catch (...) {}
}

如果传递了 orflags 而 orflags 未传递，则对象的复制或移动现在将被省略。现在也妥善处理更复杂的案件，例如：result/O2/permissive-/std:c++20/Zc:nrvo/Zc:nrvo- 

int n;

void throwFirstThreeIterations() {
    ++n;
    if (n <= 3) throw n;
}

Foo ComplexTryCatch()
{
Label1:
    Foo result;

    try {
        throwFirstThreeIterations();
        return result;
    }
    catch(...) {
        goto Label1;    
    }
}

该对象将在调用方函数的返回槽中构造，并且在成功返回时不会为其调用任何复制/移动构造函数或析构函数。引发异常时，是否销毁对象取决于将哪些异常处理标志传递给编译器。默认情况下，不会发生堆栈展开，因此不会调用析构函数。但是，如果使用 ，， orflags 启用了堆栈展开异常处理，则会导致调用析构函数，因为它跳转到初始化之前。无论哪种方式，当再次到达表达式时，将在返回槽中再次构造对象 

使用默认参数复制构造函数

现在正确检测到具有默认参数的复制或移动构造函数仍然是复制或移动构造函数，因此在上述情况下可以省略。具有默认参数的复制构造函数将如下所示：

struct StructWithCopyConstructorDefaultParam {
   int X;

   StructWithCopyConstructorDefaultParam(int x) : X(x) {}
   StructWithCopyConstructorDefaultParam(StructWithCopyConstructorDefaultParam const& original, int defaultParam = 0) :
      X(original.X + defaultParam) {
      printf("Copy constructor called.\n");
   }
};

对 NRVO（“命名返回值优化”） 的限制

 MSVC 编译器现在在更多情况下执行复制和移动省略，但并非总是可以执行复制/移动省略。要了解为什么会这样，请考虑以下函数：

Foo WhichShouldIReturn(bool condition) {
    Foo resultA;
    if (condition) {
        Foo resultB;
        return resultB;
    }
    return resultA;
}

Copy elision 构造要在返回槽中返回的对象，但在这种情况下，应在返回槽中构造哪个对象？对于要省略的副本，必须在返回槽中构造它。但是，ifis true，将需要在返回槽中构建之前被销毁。无法对这两个路径执行复制省略。resultAreturn resultAconditionresultBresultA

我们目前选择避免在任何路径上都无法复制/移动省略函数中的所有路径上执行可选的复制/移动省略。但是，对内联决策、死代码消除和其他优化的更改可能会更改是否可以复制或移动省略。因此，编写依赖于某些行为的代码来复制/移动命名变量，除非禁用所有可选的复制/移动省略，否则从来都不安全。/Zc:nrvo-

只要启用了堆栈展开异常处理或未引发异常，仍然可以安全地假设每个构造函数调用都有一个匹配的析构函数调用。

完结撒花，下期再见！！！