實際使用該返回值時，如何僅支付該函數創建的返回值的成本？

Question

通常，我看到轉換器函數將按引用獲取參數，並且還返回與函數的返回值相同的參數。

例如：

std::string& Lowercase(std::string & str){
    std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), ::tolower);
    return str;
}

我知道這樣做是為了方便，而且我的印象是，編譯器將針對實際未使用返回值的情況進行優化。 但是，我不相信編譯器可以針對非基本類型的新創建的返回值進行優化。 例如：

std::tuple<int,std::string,float> function(int const& num, std::string const& str, float const& f){

    return std::tuple<int,std::string,float>(num,str,f);
}

構造函數幾乎可以做任何事情，盡管不使用返回類型，但這並不意味着避免創建該類型是安全的。 但是，在這種情況下，當不使用函數的返回值時不創建類型將是有利的。

是否可以通過某種方式通知編譯器，如果未使用返回類型，則可以避免創建該類型嗎？ 這將是特定於功能的，並且是程序員的決定； 編譯器無法自行解決的問題。

Answer 1

對於function ，如果函數沒有內聯，則它可能無法優化它，因為它具有非平凡的構造函數 。 但是，如果函數是內聯的，則在其生命周期不影響任何參數的情況下，它可能會優化未使用的返回類。 另外，由於元組是標准類型，我相信大多數編譯器都會優化返回的變量。

Answer 2

通常，編譯器可以通過兩種方式優化代碼：

1. （命名）返回值優化（RVO / NRVO）
2. R值參考

RVO

以下面的代碼為例：

struct A {
    int v;
};

A foo(int v) {
    A a;
    a.v = v;
    return a;
}

void bar(A& a, int v) {
    a.v = v;
}

A f;
f = foo(1);

A b;
bar(b, 1);

在函數foo ，將構造變量a ，修改其成員v並返回。 在人為優化的版本bar ， a會傳入，修改並提供給調用者。

顯然， f和b是相同的。

而且，如果您了解更多有關C ++的知識，您將知道從foo返回時，結果a被復制到外部f ，並且將調用a的dtor。

使優化的foo成為bar方法稱為RVO ，它省略了內部a到外部f的副本。 修改直接轉到調用方的變量。

請當心，在某些情況下RVO將不適用：復制ctor具有副作用，多次退貨等。

這是詳細的說明：
MSDN
CppWiki

價值

優化返回值的另一種方法是使用C ++ 11中引入的rvalue ctor 。通常來說，這就像調用std::swap(vector_lhs, vector_rhs)交換內部數據指針以避免深度復制。

這是一篇關於優化的很好的文章： http : //cpp-next.com/archive/2009/08/want-speed-pass-by-value/

最后但並非最不重要的

在Going Native 2013中 ，Andrei Alexandrescu發表了有關如何編寫快速C ++代碼的演講。 通過引用傳遞比rvalue更快。 （RVO也有一些限制）因此，如果您確實關心性能，請使用通過引用。