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从函数返回 stl 向量时：

vector<int> getLargeArray() {  ...  }

退货会是昂贵的复制操作吗？我记得在某处读到向量赋值很快——我应该要求调用者传递一个引用吗？

void getLargeArray( vector<int>& vec ) {  ...  }
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假设您的函数构造并返回新数据，您应该按值返回，并尝试确保函数本身有一个返回点返回类型为 的变量vector<int>，或者在最坏的情况下有几个返回点都返回相同的变量。

这确保您将在任何可靠的编译器上获得命名的返回值优化，从而消除了一个潜在的副本（从函数中的值到返回值的副本）。还有其他方法可以获得返回值优化，但它不是完全可预测的，所以简单的规则很安全。

接下来，您希望消除从返回值到调用者对其进行的任何操作的潜在副本。这是调用者的问题，而不是被调用者的问题，基本上有三种方法可以做到这一点：

  • 使用对函数的调用作为 a 的初始化程序vector<int>，在这种情况下，任何可靠的 C++ 编译器都会忽略副本。
  • 使用vector具有移动语义的 C++11。
  • 在 C++03 中，使用“交换”。

也就是说，在 C++03中不要写

vector<int> v;
// use v for some stuff
// ...
// now I want fresh data in v:
v = getLargeArray();

反而：

getLargeArray().swap(v);

这避免了v = getLargeArray(). 在 C++11 中不需要它，那里有一个廉价的移动分配而不是昂贵的复制分配，但当然它仍然有效。

要考虑的另一件事是您是否真的想要vector作为界面的一部分。您可以改为编写一个函数模板，该模板接受一个输出迭代器，并将数据写入该输出迭代器。想要向量中的std::back_inserter数据的调用者然后可以传入 的结果，想要数据在 a 中的调用者也可以传入dequeor list。事先知道数据大小的调用者甚至可以只传递一个向量迭代器（最好是resize()d 优先）或一个指向足够大数组的原始指针，以避免back_insert_iterator. 有做同样事情的非模板方式，但它们很可能会以一种或另一种方式产生调用开销。如果您担心复制int每个元素的成本，那么您会担心每个元素的函数调用成本。

如果你的函数不构造和返回新数据，而是返回一些现有的当前内容vector<int>并且不允许更改原始数据，那么当你按值返回时，你不能避免至少一个副本。因此，如果它的性能是一个已证明的问题，那么您需要查看一些 API，而不是按值返回。例如，您可以提供一对可用于遍历内部数据的迭代器，一个按索引在向量中查找值的函数，甚至（如果性能问题严重到需要暴露您的内部），对向量的引用。显然，在所有这些情况下，您都更改了函数的含义——现在不是给调用者“他们自己的数据”，而是提供其他人数据的视图，这可能会改变。

[*] 当然，“好像”规则仍然适用，并且可以想象一个足够聪明的 C++ 实现来实现这一点，因为这是一个可简单复制的类型 ( int) 的向量，并且因为您没有使用任何指向任何元素（我假设），然后它可以交换，结果是“好像”它被复制了。但我不会指望它。

于 2012-09-26T15:00:57.717 回答
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您很可能会得到返回值优化，具体取决于函数体的结构。在 C++11 中，您还可以从移动语义中受益。按值返回当然具有更清晰的语义，我认为它是首选选项，除非分析证明它的成本很高。这里有一篇很好的相关文章。

这是一个带有冗长虚拟类的小示例，在没有优化或 C++11 支持的情况下使用旧版本的 GCC (4.3.4) 编译：

#include <vector>
#include <iostream>
struct Foo
{
  Foo() { std::cout << "Foo()\n"; }
  Foo(const Foo&) { std::cout << "Foo copy\n"; }
  Foo& operator=(const Foo&) { 
    std::cout << "Foo assignment\n"; 
    return *this;
  }
};

std::vector<Foo> makeFoos()
{
  std::vector<Foo> tmp;
  tmp.push_back(Foo());
  std::cout << "returning\n";
  return tmp;
}

int main()
{
  std::vector<Foo> foos = makeFoos();
}

我平台上的结果是所有复制都发生在函数返回之前。如果我使用 C++11 支持进行编译，则 push_back 会导致移动副本而不是 C++03 副本构造。

于 2012-09-26T14:51:21.667 回答