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c++ - 默认构造函数省略/赋值省略原则上是否可行？

coder 2024-01-31 原文

.甚至是 C++11 标准允许的？

如果是这样，是否有实际执行此操作的编译器？

这是我的意思的一个例子:

template<class T> //T is a builtin type
class data 
{
public:
    constexpr
    data() noexcept :
        x_{0,0,0,0}
    {}

    constexpr
    data(const T& a, const T& b, const T& c, const T& d) noexcept :
        x_{a,b,c,d}
    {}

    data(const data&) noexcept = default;

    data& operator = (const data&) noexcept = default;

    constexpr const T&
    operator[] (std::size_t i) const noexcept {
        return x_[i];
    }

    T&
    operator[] (std::size_t i) noexcept {
        return x_[i];
    }

private:
    T x_[4];
};


template<class Ostream, class T>
Ostream& operator << (Ostream& os, const data<T>& d)
{
    return (os << d[0] <<' '<< d[1] <<' '<< d[2] <<' '<< d[3]);
}


template<class T>
inline constexpr
data<T>
get_data(const T& x, const T& y)
{
    return data<T>{x + y, x * y, x*x, y*y};
}


int main()
{
    double x, y;
    std::cin >> x >> y;

    auto d = data<double>{x, y, 2*x, 2*y};

    std::cout << d << std::endl;

    //THE QUESTION IS ABOUT THIS LINE
    d = get_data(x,y);  

    d[0] += d[2];
    d[1] += d[3];
    d[2] *= d[3];

    std::cout << d << std::endl;

    return 0;
}

关于标记线:
x+y, x*y, x*x, y*y 的值可以直接写入 d 的内存吗？ 还是直接在d的内存中构造get_data的返回类型？
我想不出不允许这种优化的理由。至少对于只有 constexpr 构造函数和默认复制和赋值运算符的类来说不是。

g++ 4.7.2 省略了本例中的所有复制构造函数；然而，似乎总是执行分配(即使仅针对默认分配 - 据我从 g++ 发出的程序集可以看出)。

我的问题的动机是以下情况，在这种情况下，这种优化将大大简化和改进库设计。 假设您使用文字类编写性能关键型库例程。该类的对象将包含足够的数据(比如 20 个 double )，因此必须将拷贝保持在最低限度。

class Literal{ constexpr Literal(...): {...} {} ...};

//nice: allows RVO and is guaranteed to not have any side effects
constexpr Literal get_random_literal(RandomEngine&) {return Literal{....}; }

//not favorable in my opinion: possible non-obvious side-effects, code duplication
//would be superfluous if said optimization were performed
void set_literal_random(RandomEngine&, Literal&) {...}

如果我可以不使用第二个函数，那么它的设计会更加简洁(函数式编程风格)。但有时我只需要修改一个长期存在的 Literal 对象，并且必须确保我不会创建一个新对象并将其复制分配给我想要修改的对象。修改本身很便宜，而拷贝则不然 - 这就是我的实验所表明的。

编辑:
假设只允许对具有 noexcept constexpr 构造函数和 noexcept default operator= 的类进行优化。

最佳答案

默认复制/移动赋值运算符的省略仅基于一般的假设规则是允许的。也就是说，如果编译器可以确定它不会对行为产生任何可观察到的影响，那么它就可以做到这一点。

在实践中，as-if 规则以一般方式使用，以允许在中间表示和汇编级别进行优化。如果编译器可以内联默认构造函数和赋值，就可以优化它们。它永远不会为它使用复制构造函数的代码，但对于它们的默认实现，它应该以相同的代码结束。

编辑:我在有代码示例之前回答了。基于对编译器的明确许可，复制/移动构造函数被省略，因此即使它们具有可观察的效果(打印“COPY”)，它们也会被省略。只能根据 as-if 规则省略赋值，但它们具有可观察的效果(打印“ASSIGN”)，因此不允许编译器触及它们。

关于c++ - 默认构造函数省略/赋值省略原则上是否可行？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/18609968/

原则上可行ltdataampc++c++11

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