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在许多情况下，我想创建一个新的数据实例并将其返回给 API 调用者。

我了解到unique_ptr/shared_ptr可用于工厂模式（例如，工厂模式 using unique_ptr in c++）

同时，我了解到返回值优化 (RVO) 在许多编译器中都是可能的（例如，Efficient way to return a std::vector in c++）。

我更喜欢 RVO，因为它更容易使用没有包装的返回值unique_ptr并且更容易阅读代码，但是，由于 RVO 没有保证，我不想意外牺牲性能并且必须使用unique_ptr来确保返回值是moved而不是复制。

是否有任何方法可以明确指定要移动的返回值，以便如果 RVO 可能它不会抱怨任何事情，或者如果 RVO 不可能它会触发一些编译器警告？如果这是可能的，我可以安全地摆脱在这种情况下返回 unique_ptr 。

我正在使用 C++17，需要在 macOS 上支持 Apple Clang 11.0，在 Linux 上支持 g++ 9。

编辑：

我仍在学习 C++，并且在发布此问题时没有区分 RVO（返回值优化）和 NRVO（命名返回值优化）。在我看来，NRVO 在工厂方法等模式中更常见和有用，例如：

vector<foo> vec;
// populate data into vec
return vec;

我正在寻找类似的东西return std::move_only(returned_value)，如果这个值不能移动（而不是复制移动），它会给我一个编译器警告。也许我应该将我的问题重新表述为：如果不能保证 NRVO，为什么在这个问题中“按值返回”仍然是推荐的方式（在 c++ 中返回 std::vector 的有效方式），答案不应该是“这取决于”您的功能实现以及您是否可以接受意外的性能成本？

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2 回答 2

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如何确保执行 RVO 而不是复制？

从 C++17 开始，该语言已经为您完成了这项工作。如果你有一个像

T foo() { /*stuff*/; return T{ /*stuff*/ }; }

然后，由于保证复制省略，可以保证省略返回的对象。

如果你有一个像

T foo() 
{
    T obj{ /*stuff*/ }; 
    // do stuff with obj
    return obj;
}

然后你会得到 NRVO（命名返回值优化），这是不保证的，或者编译器会移动obj，因为标准中有一条规则，所有具有自动存储持续时间的函数本地对象都将被移出函数，如果它们有移动构造函数。

这意味着您获得副本的唯一时间是如果您返回一个无法优化的对象（它是命名的本地对象或函数参数）并且它不支持移动。全局对象总是被复制，因为它们没有作用于函数。

于 2020-03-05T13:44:52.473 回答
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我更喜欢 RVO，因为在没有包装 unique_ptr 的情况下使用返回值更容易

如果 NRVO 不可行，则不能返回没有 RVO、NRVO 或隐式移动的 unique_ptr。它不可复制：

std::unique_ptr<int> ptr1;
std::unique_ptr<int> ptr2;
ptr2 = ptr1; // error: not copyable

这不编译。如果不是 RVO、NRVO 或 move，这也不会编译：

std::unique_ptr<int> foo()
{
    return std::unique_ptr<int>{};
}

在这种情况下，这是由于 C++17 有保证的 RVO。但即使没有 RVO，你仍然会得到一个移动而不是副本。

如果它不是用于 NRVO 或保证移动回退，则不会编译：

std::unique_ptr<int> foo()
{
    std::unique_ptr<int> ptr;
    return ptr;
}

因此，您已经依赖于 RVO、NRVO 或移动。不需要 unique_ptr。如果您的类型是可移动的，您可以确保即使在 NRVO 不可能的情况下也不会执行任何副本，例如并非所有return语句都返回相同的本地对象：

std::unique_ptr<int> foo(const bool flag)
{
    if (flag) {
        std::unique_ptr<int> ptr1;
        return ptr; // implicit move
    }
    std::unique_ptr<int> ptr2;
    return ptr2; // implicit move
}
于 2020-03-05T13:31:15.117 回答