为什么这里没有使用NRVO优化？

Question

在我在VS2010中运行此代码时，NRVO未被应用。

#include <stdio.h>

class A
{
    public:

    A() { printf( "I am in constructor\n" ); }
    A(const A& a) { printf( "I am in copy constructor\n" ); }
    ~A() { printf( "I am in destructor\n" ); }
    int i;       
};

A f(int j)
{
    A a;
    if ( j )  return a;
    a.i = j;
    return a; 
}

int main()
{
    A a;
    a = f(5);
}

编辑：这与析构函数有关。当我注释掉它的代码行时，将使用NRVO（命名返回值优化）。但为什么会这样呢？

- Belloc

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你使用了哪个级别的优化？另外请注意，如果只有一个返回值，那么应用NRVO会更加简单，对于本例来说，这是微不足道的，可以将 if 替换为：if (!j) a.i = j;，这样它就有更高的被应用的可能性。 - David Rodríguez - dribeas

请查看这里，http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057%28v=vs.80%29.aspx，其中有NRVO的限制。您确定已启用优化吗？ - kassak

@DavidRodríguez-dribeas 我已经尝试了所有的优化选项，结果都是一样的。 - Belloc

@user1042389：你的例子非常类似于kassak链接中的“示例5”，在那里优化失败，因为析构函数使得控制流对编译器来说太复杂了。同样在那个链接中，它表示：“这实际上是Visual C++ 2005将来需要改善的事情” - 也许他们在2010年之前没有时间进行这一改进。 - Mike Seymour

@MikeSeymour 但是正是析构函数阻止了优化。你有什么想法为什么会这样？ - Belloc

@user1042389：除了那篇文章所说的，我也不知道更多了。它会对编译器的优化逻辑造成某种问题，因此编译器放弃了尝试进行优化。其他编译器没有这种限制。 - Mike Seymour

Answer 1

如果您只是好奇VC10的算法如何决定是否执行NRVO，那么唯一能够可靠回答这个问题的人是那些了解VC10内部工作方式的人 - 即编写它的人。根据C++11标准，如果仅仅是出于好奇，编译器可以在这种情况下执行NRVO，而不执行NRVO仅仅是编译器的决定，没有任何有效性约束。然而，如果您希望强制编译器执行NRVO，则答案是“您不能”。完全由编译器自行决定是否应用NRVO。您不能指望它被执行，也不能指望它不被执行。据我所知，这是所谓的“as-if”规则的唯一例外。这意味着，随着优化级别的提高，执行NRVO的机会也会增加。

- Andy Prowl

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我只是好奇为什么这里没有应用。 - Belloc

@user1042389：好的，在这种情况下很难得到一个答案。我可以告诉你的是，C++标准确实允许NRVO（命名返回值优化），所以答案不是“因为不允许”。 - Andy Prowl

Answer 2

我不知道你在你的环境中看到了什么，但是这在GCC中如预期工作（例如 见此处）:

正常:

I am in constructor
I am in constructor
I am in destructor
I am in destructor

使用 -fno-elide-constructors：

I am in constructor
I am in constructor
I am in copy constructor
I am in destructor
I am in destructor
I am in destructor

- Kerrek SB

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我在VS2010中使用优化后的发布版本，获得了您的第二个输出。 - Belloc