编译器之返回值优化

今天，编译借助本文，值优聊聊编译器的编译函数返回值优化。

本文的值优主要内容如下图所示：

函数返回机制

既然本文的主题是返回值优化，那么就不得不提一下函数返回值在编译器中的编译实现机制，这样以便更好的值优理解本文内容。

函数返回值的编译传递分为两种情况：

当返回的对象大小不超过8字节时，通过寄存器(eax edx)返回

当返回的值优对象大小大于8字节时，通过栈返回。编译此处需要注意的值优时候，如果返回的编译是struct或者class对象，即使其大小不大于8字节，值优也是编译通过栈返回的。

在通过栈返回的值优时候，栈上会有一块空间来保存函数的编译返回值。当函数结束的时候，会把要返回的服务器租用对象拷贝到这块区域，对于内置类型是直接拷贝，类类型的话是调用拷贝构造函数。这块区域又称为函数返回的临时对象。

示例

为了能够方便通过输出理解程序的运行情况，本文中所有的代码示例均如下类所示：

class Obj {

public:

Obj() { // 构造函数

std::cout << "in Obj() " << " " << this << std::endl;

}

Obj(int n) {

std::cout << "in Obj(int) " << " " << this << std::endl;

}

Obj(const Obj &obj) { // 拷贝构造函数

std::cout << "in Obj(const Obj &obj) " << &obj << " " << this << std::endl;

}

Obj &operator=(const Obj &obj) { // 赋值构造函数

std::cout << "in operator=(const Obj &obj)" << std::endl;

return *this;

}

~Obj() { // 析构函数

std::cout << "in ~Obj() " << this << std::endl;

}

int n;

};

在本示例代码中

在各个函数中均加入了函数名称输出，以方便了解函数的调用情况各个函数中加入了对象指针地址输出，以方便了解构造、拷贝以及赋值等情况

禁用优化

为了提升程序的性能，编译器在某些情况下，会对我们的代码进行优化，为了搞清楚编译都做了哪些优化，我们首先在禁用优化的情况下，看看程序的。

首先，我们看一段代码，如下：

Obj fun() {

Obj obj;

// do sth;

return obj;

}

int main() {

Obj obj = fun();

std::cout << "&obj is " << &obj << std::endl;

return 0;

}

现在，撇开编译器优化，我们单纯从上面代码进行分析，调用的Obj类成员函数的顺序应该为：

调用构造函数，站群服务器生成对象调用拷贝构造函数，生成临时对象析构第1步生成的对象调用拷贝构造函数，将第2步生成的临时变量拷贝到main()函数中的局部对象obj中调用析构函数，释放第2步生成的临时对象调用析构函数，释放main()函数中的obj局部对象

为了验证我们所理解的顺序是否跟程序运行结果一致，编译并运行，结果如下：

g++ -g -std=c++11 test.cc -o test && ./test

in Obj() 0x7ffd6fb15240

&obj is 0x7ffd6fb15240

in ~Obj() 0x7ffd6fb15240

输出结果与我们预期差别很大，是不是怀疑之前的理解是错误的?其实这是因为编译器对函数返回值做了优化导致。

编译器提供了个编译选项-fno-elide-constructors来禁用返回值优化，编译并运行之后，输出如下：

g++ -std=c++11 -fno-elide-constructors -g test.cc -o test && ./test

in Obj() 0x7ffee18a9a00 // 在fun()函数中，构造obj对象

in Obj(const Obj &obj) 0x7ffee18a9a00 0x7ffee18a9a40 // 通过拷贝构造创建临时变量(fun()函数定义的obj--->临时对象)

in ~Obj() 0x7ffee18a9a00 // 析构fun()函数中构造的obj对象(fun()函数定义的obj)

in Obj(const Obj &obj) 0x7ffee18a9a40 0x7ffee18a9a30 // 通过拷贝构造函数构建obj(main函数中的)对象(临时对象--->main()函数定义的obj)

in ~Obj() 0x7ffee18a9a40 // 释放临时对象

&obj is 0x7ffee18a9a30

in ~Obj() 0x7ffee18a9a30 // 释放main()函数中定义的obj对象

上述输出结果跟我们之前的理解一致了吧

很赞哦!（7）