Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Для универсальных ссылок и std::forwardситуация схожа. Рассмотрим шаблон функции reduceAndCopy, который получает возможно сократимую дробь Fraction, сокращает ее, а затем возвращает копию сокращенной дроби. Если исходный объект представляет собой rvalue, его значение должно быть перенесено в возвращаемое значение (избегая тем самым стоимости создания копии), но если исходный объект — lvalue, должна быть создана фактическая копия:

template

Fraction // Возврат по значению

reduceAndCopy( T&&frac) // Универсальная ссылка

{

frac.reduce();

return std::forward(frac); // Перемещение rvalue и

} // копирование lvalue в

// возвращаемое значение

Если опустить вызов std::forward, fracбудет в обязательном порядке копироваться в возвращаемое значение reduceAndCopy.

Некоторые программисты берут приведенную выше информацию и пытаются распространить ее на ситуации, в которых она неприменима. Они рассуждают следующим образом: “если использование std::moveдля параметра, являющегося rvalue-ссылкой и копируемого в возвращаемое значение, превращает копирующий конструктор в перемещающий, то я могу выполнить ту же оптимизацию для возвращаемых мною локальных переменных”. Другими словами, они считают, что если дана функция, возвращающая локальную переменную по значению, такая, как следующая:

Widget makeWidget() // "Копирующая" версия makeWidget

{

Widget w; // Переменная

… // Настройка w

return w; // "Копирование" w в возвращаемое значение

}

то они могут “оптимизировать” ее, превратив “копирование” в перемещение:

Widget makeWidget() // Перемещающая версия makeWidget

{

Widget w;

…

return std::move(w); // Перемещение w в возвращаемое

} // значение (не делайте этого!)

Мое обильное использование кавычек должно подсказать вам, что эти рассуждения не лишены недостатков. Но почему? Да потому что Комитет по стандартизации уже прошел этот путь и давно понял, что “копирующая” версия makeWidgetможет избежать необходимости копировать локальную переменную w, если будет создавать ее прямо в памяти, выделенной для возвращаемого значения функции. Это оптимизация, известная как оптимизация возвращаемого значения (return value optimization — RVO) и с самого начала благословленная стандартом С++.

Формулировка такого благословения — сложное дело, поскольку хочется разрешить такое отсутствие копирования только там, где оно не влияет на наблюдаемое поведение программы. Перефразируя излишне сухой текст стандарта, это благословение на отсутствие копирования (или перемещения) локального объекта [17] Такими локальными объектами являются большинство локальных переменных (например, такие как w в makeWidget ), а также временные объекты, создаваемые как часть инструкции return . Параметры функции на такое звание претендовать нс могут. Некоторые программисты различают применение RVO к именованным и неименованным (т.e. временным) локальным объектам, ограничивая термин “RVO” неименованными объектами и называя его применение к именованным объектам оптимизацией именованных возвращаемых значений (named return value optimization — NRVO). в функции, выполняющей возврат по значению, дается компиляторам, если (1) тип локального объекта совпадает с возвращаемым функцией и (2) локальный объект представляет собой возвращаемое значение. С учетом этого вернемся к “копирующей” версии makeWidget:

Widget makeWidget() // "Копирующая" версия makeWidget

{

Widget w;

…

return w; // "Копирование" w в возвращаемое значение

)

Здесь выполняются оба условия, и вы можете доверять мне, когда я говорю вам, что каждый приличный компилятор С++ будет использовать RVO для того, чтобы избежать копирования w. Это означает, что “копирующая” версия makeWidgetна самом деле копирования не выполняет.

Перемещающая версия makeWidgetделает только то, о чем говорит ее имя (в предположении наличия перемещающего конструктора Widget): она перемещает содержимое wв местоположение возвращаемого значения makeWidget. Но почему компиляторы не используют RVO для устранения перемещения, вновь создавая wв памяти, выделенной для возвращаемого значения функции? Ответ прост: они не могут. Условие (2) предусматривает, что RVO может быть выполнена, только если возвращается локальный объект, но в перемещающей версии makeWidgetэто не так. Посмотрим еще раз на инструкцию return: