C++函数实现简单的内存分配

Question

我尝试理解C++中的内存分配方式：

Test other = toto();

这是完整的代码源码：

#include <iostream>

class Test
{
public:
    Test()
    {
        j = i++;
        std::cout<<"default constructor "<<j<<std::endl;
    }

    Test(const Test&)
    {
        std::cout<<"constuctor by copy "<<j<<std::endl;
    }
    Test & operator=(const Test&)
    {
        std::cout<<"operator = "<<j<<std::endl;
        return *this;
    }
    int j;
    static int i;
};

int Test::i = 0;

Test toto()
{
    Test t;
    return t;
}

int main()
{
    Test other = toto();
    std::cout<<other.j<<std::endl;
    Test another;
    return 0;
}

这段代码没有使用拷贝构造函数或重载运算符=，所以我真的不太明白它是如何工作的...

我使用的是gcc 4.7.0版本。

谢谢你的帮助 :)

Jerome

- jerome

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@jrok - 根据FAQ上所述，“他们的一位工程师告诉我，他们发现这种按值返回优化非常快，即使您没有开启优化编译，您也会得到优化结果”。因此显然并非完全正确。这可能因编译器而异。 - Benj

@Benj 实际上，我试过使用gcc，即使没有进行优化，也不会有复制。 - jrok

Answer 1

格式语义：

Test other = toto();

涉及多个副本（但没有赋值）。然而，编译器允许省略所有不同的实例，从而消除了副本; 几乎所有的编译器都会进行此优化。

更具体地说，标准并未指定返回类类型的值的位置，但通常的解决方案是调用者分配空间，并将一个隐藏的指向该空间的指针传递到函数中。如果没有上述提到的优化：

Test
toto()
{
    Test t;
    return t;
}

如果执行return语句时，本地变量t将被构造，然后将复制t到指向隐藏指针的空间中。此处的优化（称为命名返回值优化或NRVO）导致编译器使用指向隐藏指针的空间来存储t，而不是在本地创建一个单独的t。（显然，在这样做时，它不会销毁t，否则在复制后会这样做。）

在声明中：

Test t = toto();

正式的语义规定编译器为类型为Test的临时变量分配空间，将该空间的地址作为隐藏指针传递给toto，然后将该临时变量复制到t中并销毁它。

这里的优化在于编译器直接将t的地址传递给toto，省略了中间的临时变量。

- James Kanze

Answer 2

请查看返回值优化，这是一种常见的优化方式，可以避免调用构造函数。

- pmdj