类非静态成员函数返回值转换与NRV优化

下述代码即是Point3d的整体函数原型，对于第33行的调用，正常理解即会首先调用默认构造函数生成一个临时对象，进而调用拷贝构造函数将临时对象拷贝给p2。但是实际上任何编译器都不会采用上述的调用方法，因为临时对象的生成显然是没有必要的。 下述代码的执行结果如下所示，32行实际上只执行了一个默认构造函数。

class Point3d {
public:
    Point3d normalize() const;

    double magnitude() const;

    Point3d() { std::cout << "默认构造函数被执行" << std::endl; }

    Point3d(double m_x, double m_y, double m_z) : x(m_x), y(m_y), z(m_z) { std::cout << "含参构造函数被执行" << std::endl; }
    
	Point3d(const Point3d &p) : x(p.x), y(p.y), z(p.z) {
        std::cout << "拷贝构造函数被执行" << std::endl;
    }

private:
    double x{}, y{}, z{};
};

Point3d Point3d::normalize() const {
    auto mag = magnitude();
    Point3d normal{};
    normal.x = x / mag;
    normal.y = y / mag;
    normal.z = z / mag;
    return normal;
}

double Point3d::magnitude() const { return sqrt(x * x + y * y + z * z); }

int main() {
    Point3d p(1, 2, 3);
    auto p2 = p.normalize();
    return 0;
}

其实编译器在内部会将normalize转化为下面的形式，

//下述代码是伪码(编译器内部转化结果)
void normaliza_7Point3dFv(const Point3d *this, Point3d &_result) {
    auto mag = this->magnitude();
    _result.Point3d::Point3d();    //调用_result的构造函数
    _result.x = this->x;
    _result.y = this->y;
    _result.z = this->z;
    return;
}

其实一个更高效率的方法是直接构造normal值，这是定义代码需要如下所示：

Point3d Point3d::normalize() const {
    auto mag = magnitude();
    return {x / mag, y / mag, z / mag};
}

而在内部编译器会将其转化为下述的形式，这个版本相比于上一个的代码，这里只需要调用一个含参构造函数。相比于上一个版本的优化在于，上一个版本需要首先调用默认构造函数生成结果对象_result，然后后续通过一些赋值操作完成结果对象_result内对象的赋值。但是下述的代码是一次含参构造就完成了结果对象_result的构造，不涉及后续的任何变量赋值。

//下述代码是伪码(编译器内部转化结果)
void normaliza_7Point3dFv(const Point3d *this, Point3d &_result) {
    auto mag = this->magnitude();
    _result.Point3d::Point3d(this->x / mag,this->y / mag,this->z / mag);
    return ;
}