Named Return Value Optimization

返回值在编译器中如何实现

【实现模型1】cfont的实现采用了双阶段转化。1.首先声明一个额外的参数，类型上类对象的引用，用来存放返回结果。2.对这个参数利用返回值进行拷贝初始化。过程类似于参数传递，也是要定义一个临时对象，用来保存返回值，然后在函数内部调用拷贝构造函数用那个return值进行初始化。

X bar()
{
   X xx;
   // process xx ...
   return xx;
}

编译器转化后

// function transformation to reflect
// application of copy constructor
// Pseudo C++ Code
void bar( X& __result )
{
   X xx;
 
   // compiler generated invocation
 
   // of default constructor
 
   xx.X::X();
 
   // ... process xx
 
   // compiler generated invocation
 
   // of copy constructor
 
   __result.X::X( xx );
 
   return;
 
}

【实现模型2】Named Return Value (NRV) optimization，具名返回值优化，实现这种优化有个前提，就是必须提供copy constructor，因为NRV优化的目的就是为了剔除copy constructor的使用。只有有了才能被剔除，否则谈不上剔除。一般的如果不优化NRV，其实现就是类似于模型1中的过程，而实现了优化的过程则上这样的。

X bar()
{
   X xx;
   // ... process xx
   return xx;
}
//__result is substituted for xx by the compiler:
void bar( X &__result )
{
 
   // default constructor invocation
 
   // Pseudo C++ Code
 
   __result.X::X();
 
   // ... process in __result directly
 
   return;
 
} 

是否需要拷贝构造函数呢？

【注意】一方面要考虑默认的语义是否符合我们的需要。另一方面如果对象面临大量的拷贝操作[ 比如这个class的object需要经常以传值的方式返回]，有必要实现一个拷贝构造函数以支持NRV优化。但是如果想使用底层的memcpy之类的直接进行bit wise copy，注意是否真的是bit wise copy拷贝，比如如果是virtual，这样可能破坏调vptr。

Named Return value 优化：

NRV优化的本质是优化掉拷贝构造函数。在实现模型1中我们看到了，返回对象的实现总是先对某个对象进行操作，操作完成后，使用Copy Constructor将操作后的对象内容复制到另外一个对象中，然后返回。 基于这样一个前提，NRV可以调用Copy Constructor这一步被省掉。所以NRV的前提必须要有Copy Constructor。

NRV也有副作用，就是Copy Constructor中的代码不会被执行。

Reference

1. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(VS.80).aspx#nrvo_cpp05_topic4

2. http://duanple.blog.163.com/blog/static/7097176720094532219778/