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有些人不知道在 C 中可以按值传递和返回结构。我的问题是编译器在返回 C 中的结构时会制作不必要的副本。C 编译器（如 GCC）是否使用返回值优化（RVO）优化，或者这只是 C++ 的概念？我所读到的关于 RVO 和复制省略的所有内容都是关于 C++ 的。

让我们考虑一个例子。我目前正在 C 中实现双双数据类型（或者更确切地说是 float-float，因为我发现它很容易进行单元测试）。考虑以下代码。

typedef struct {
    float hi;
    float lo;
} doublefloat;

doublefloat quick_two_sum(float a, float b) {
    float s = a + b;
    float e = b - (s - a);
    return (doublefloat){s, e};
}

编译器会制作doublefloat我返回的值的临时副本还是可以省略临时副本？

C 中的命名返回值优化 (NRVO) 怎么样？我有另一个功能

doublefloat df64_add(doublefloat a, doublefloat b) {
    doublefloat s, t;
    s = two_sum(a.hi, b.hi);
    t = two_sum(a.lo, b.lo);
    s.lo += t.hi;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    s.lo += t.lo;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    return s;
}

在这种情况下，我将返回一个命名结构。这种情况下的临时副本可以省略吗？

应该说这是 C 的一个普遍问题，我在这里使用的代码示例只是示例（当我优化它时，无论如何我都会使用带有内在函数的 SIMD）。我知道我可以查看程序集输出以了解编译器的作用，但我认为这是一个有趣的问题。

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根据 C 中的“as-if”规则，RVO/NRVO 显然是允许的。

在 C++ 中，您可以获得可观察到的副作用，因为您已经重载了构造函数、析构函数和/或赋值运算符以产生这些副作用（例如，当其中一个操作发生时打印出来），但在 C 中您不会有任何重载这些运算符的能力，并且内置的运算符没有明显的副作用。

如果不重载它们，您不会从复制省略中获得可观察到的副作用，因此没有任何东西可以阻止编译器这样做。

于 2015-05-04T15:46:35.327 回答
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之所以对 C++ 进行大量介绍，是因为在 C++ 中，RVO 具有副作用（即，不调用临时对象的析构函数，也不调用结果对象的复制构造函数或赋值运算符）。

在 C 中，没有可能的副作用，只有潜在的性能改进。我认为某些编译器没有理由不能执行这样的优化。至少，标准中没有禁止它的内容。

无论如何，优化取决于编译器和优化级别，所以我不会在关键代码路径上打赌，除非使用的编译器定义明确并且不会改变（这仍然经常发生）。

于 2015-05-04T15:45:59.287 回答