我可以確保RVO用於reintrepret-cast'ed值嗎？

Question

假設我寫了：

Foo get_a_foo() {
    return reinterpret_cast<Foo>(get_a_bar());
}

並假設sizeof(Foo) == sizeof(Bar) 。

返回值優化是否必然發生在這里，或者當我通過使用reinterpret_cast“違反規則”時，編譯器是否可以做任何他們喜歡的事情？ 如果我沒有得到RVO，或者我不能保證它 - 我可以更改此代碼以確保它發生嗎？

我的問題是關於C ++ 11，另外還有C ++ 17（因為如果我沒有弄錯的話，它在RVO中有一些變化）。

Answer 1

假設我寫了：

 Foo get_a_foo() { return reinterpret_cast<Foo>(get_a_bar()); } 

並假設sizeof(Foo) == sizeof(Bar) 。

對於所有可能的Foo和Bar類型， reinterpret_cast都不合法。 它僅適用於以下情況：

1. Bar是一個指針， Foo可以是一個指針，也可以是一個足以容納指針的整數/枚舉。
2. Bar是一個足以容納指針的整數/枚舉，而Foo是一個指針。
3. Bar是對象類型， Foo是引用類型。

還有一些我沒有涉及的其他案例，但它們要么無關緊要（ nullptr_t cast），要么屬於＃1或＃2的類似問題。

看，elision在處理基本類型時實際上並不重要。 你無法區分如何刪除基本類型的復制/移動而不是忽略它。 那里有轉換嗎？ 編譯器只是使用返回值寄存器嗎？ 這取決於編譯器，通過“似乎”規則。

返回引用類型時，elision不適用，因此＃3已經出局。

但是，如果Foo和Bar是用戶定義的對象類型（或指針，整數或成員指針以外的對象類型），則轉換是不正確的 。 reinterpret_cast不是某種簡單的memcpy轉換函數。

所以，讓我們用一些代碼來代替它，你知道，這些代碼實際上可以工作：

Foo get_a_foo()
{
    return std::bit_cast<Foo>(get_a_bar());
}

其中C ++ 20的std::bit_cast有效地將一個普通的可復制類型轉換為另一個普通的可復制類型。

轉換仍然不會被遺漏。 或者至少，不是通常使用“省略”的方式。

因為這兩種類型都是可復制的，而bit_cast只會調用普通的構造函數，所以編譯器當然可以擦除構造函數，甚至可以使用get_a_foo的返回值對象作為get_a_bar的返回值對象。 因此，它可以被認為是“省略”。

但是“省略”通常指的是標准中允許實現忽略甚至非平凡的構造函數/析構函數的部分。 編譯器只能執行上述操作，因為所有構造函數和析構函數都是微不足道的。 如果它們是非平凡的，那么它們就不會被忽視（那么，如果它們是非平凡的，那么std::bit_cast 將不起作用 ）。

我的觀點是，上述轉換的優化不是由於“省略”或RVO規則; 它完全歸功於“似乎”規則。 即使在C ++ 17中， bit_cast調用是否有效地成為noop完全取決於編譯器。 是的，在創建了Foo prvalue之后，C ++ 17需要將它的副本“省略”到函數的返回值對象中。

但轉換本身並不是一個問題。