返回类对象时，什么时候调用拷贝构造函数，什么时候会进行返回值优化（RVO)

news2024/9/21 16:20:52

#include<iostream>
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person()
	{

	}
	Person(int age)
	{
		m_Age = age;
	}
	Person(const Person& p)
	{
		cout << "拷贝构造函数" << endl;
	}
	Person fun()
	{
		cout << "fun this" << " " << this << endl;
		return *this;
	}
	Person fun2()
	{
		Person p(1);
		cout <<"fun2 p"<<" "<< & p << endl;
		return p;
	}
	Person fun3(Person &p)
	{
		cout << "fun3 p" << " " << &p << endl;
		return p;
	}
	int m_Age;
};
Person oi()
{
	Person p;
	cout << "oi p" << &p << endl;
	return p;
}
Person oI(Person &p)
{
	cout << "oI p" << &p << endl;
	return p;
}
int main()
{
	Person p1(10);
	Person p2(20);
	Person p3(30);
	p2=p1.fun();
	cout << "p2" << " " << &p2 << endl;
	Person p4,p5,p6,p7;
	p5 = p4.fun2();
	cout <<"p5"<<" "<< & p5 << endl;
	/*p7 = p6.fun3(p3);
	cout << "p7" <<" " << &p7 << endl;*/
	Person p8 = oi();
	cout << "p8" << " " << &p8 << endl;
	Person p9 = oI(p1);
	cout << "p9" << " " << &p9 << endl;
	system("pause");//按任意键继续
	return 0;
}

在这段代码中，fun2()函数和oi()函数没有调用拷贝构造函数的原因是因为编译器进行了优化。具体地说，编译器进行了返回值优化（Return Value Optimization，RVO）和命名优化（Named Return Value Optimization，NRVO）。

在fun2()函数中，对象p被创建并返回，但由于编译器的优化，实际上并没有执行拷贝构造函数。编译器通过直接在函数内部创建p的位置作为返回值的位置，避免了额外的拷贝操作。因此，fun2()函数的返回值直接被赋值给p5，没有触发拷贝构造函数。

在oi()函数中，对象p被创建并返回，同样地，编译器进行了返回值优化，避免了额外的拷贝操作。因此，oi()函数的返回值直接被赋值给p8，也没有触发拷贝构造函数。

需要注意的是，返回值优化是编译器的一种优化技术，不是C++标准的要求。不同的编译器可能有不同的优化策略，因此在其他编译器或编译器设置下，可能会触发拷贝构造函数的调用。

fun()函数和oI()函数调用了拷贝构造函数，是因为它们返回的是对象本身（通过值传递），而不是通过返回值优化（RVO）进行优化。

在fun()函数中，对象*this被作为返回值进行返回，而返回值的类型是Person。因为返回值是通过值传递的方式返回的，所以会触发拷贝构造函数来创建返回值的副本。

在oI()函数中，函数参数是按引用传递的（Person& p），但在函数返回时，仍然返回的是对象本身（通过值传递）。因此，在返回时会触发拷贝构造函数来创建返回值的副本。

需要注意的是，对于编译器优化的行为并没有明确的规定，不同的编译器和编译器设置可能会有不同的结果。在某些情况下，编译器可能会对这些情况进行优化，避免不必要的拷贝构造函数的调用，这取决于编译器的实现和优化策略。

在C++中，返回值优化（Return Value Optimization，RVO）是一种编译器优化技术，用于避免不必要的对象拷贝。虽然具体的优化行为取决于编译器的实现和优化策略，但可以根据一些常见的情况来判断是否可能发生返回值优化。

以下是一些常见的情况，可能触发返回值优化：

返回局部对象：当函数返回一个局部对象的副本时，编译器可以进行返回值优化，避免额外的拷贝构造函数调用。例如：

Person fun()
{
    Person p; // 局部对象
    // ...
    return p;
}

2.返回临时对象：当函数返回一个临时对象时，编译器可以进行返回值优化，避免额外的拷贝构造函数调用。例如：

Person fun()
{
    // ...
    return Person(10); // 返回一个临时对象
}

3.返回函数参数：当函数返回一个函数参数的副本时，编译器可能进行返回值优化。例如：

Person fun(Person p)
{
    // ...
    return p; // 返回函数参数的副本
}

在函数fun2()中，虽然没有调用拷贝构造函数，但是在返回p时发生了对象的移动操作。这是因为编译器对于临时对象的返回通常会使用移动语义，而不是拷贝语义。

在fun2()中，对象p在函数内部被创建，并在函数返回时被移动到p5上。移动语义允许在不进行深拷贝的情况下转移资源的所有权，提高了效率。因此，p5的地址和fun2()函数内部的p的地址不同，因为对象被移动到了新的位置。

需要注意的是，移动语义是C++11引入的特性，用于优化对象的转移操作。当对象可以被有效地移动时，编译器会优先选择移动语义而不是拷贝语义，以提高性能。但是移动语义的使用还受到对象类型的限制，需要对象实现移动构造函数和移动赋值运算符才能实现移动操作。

因此，在fun2()中，对象p的地址和最终赋值给p5的地址不同，是因为发生了对象的移动操作而不是拷贝操作。

下面代码也没有调用拷贝构造函数，也没有移动

#include<iostream>
using namespace std;


//拷贝构造函数的调用时机



class Person
{
public:
	Person()
	{
		cout << "Person 构造函数的调用" << endl;
	}
	Person(int age)//有参构造函数
	{
		cout << "Person有参构造函数" << endl;
		m_Age = age;
	}
	Person(const Person& p)//拷贝构造函数
	{
		cout << "Person拷贝构造函数调用" << endl;
		m_Age = p.m_Age;
	}
	~Person()
	{
		cout << "Person 析构函数的调用" << endl;
	}
	int m_Age;
};

Person doWork2()
{
	Person p1;
	cout << (int)&p1 << endl;
	return p1;
}
void test03()
{
	Person p = doWork2();
	cout << (int)&p << endl;
}
int main()
{
	
	test03();
	system("pause");//按任意键继续
	return 0;
}