C 11 右值引用和移動語意如何依值最佳化返回物件？

C 11 右值和帶有return 語句的移動語意

在C 11 中，右值引用和移動語意透過最佳化記憶體管理提供顯著的效能優勢和物件所有權。當從函數按值傳回物件時，這一點尤其重要。

理解右值引用和移動語意

右值引用 (&&) 是綁定到臨時物件的型別物體或即將被摧毀的物體。當使用右值引用從函數傳回臨時物件時，編譯器可以使用移動語義而不是複製語義來最佳化返回。

移動語意涉及將物件資源的所有權從臨時物件轉移到目標變量，而不建立物件的新副本。這可以顯著提高效能，尤其是對於大型物件。

範例分析

讓我們檢查您提供的三個範例：

第一個範例:

std::vector<int> return_vector(void) {
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return tmp;
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

在此範例中，臨時物件tmp按值傳回。由於 rval_ref 是右值引用，因此它綁定到臨時物件並將其生命週期延長到函數呼叫之外。此行為類似於傳回對臨時物件的 const 參考。

第二個範例：

std::vector<int>&& return_vector(void) {
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

此範例嘗試使用以下值以值傳回暫存物件 tmp移動語意。但是，它會導致運行時錯誤，因為 rval_ref 保留對已破壞的 tmp 物件的參考。

第三個範例：

std::vector<int> return_vector(void) {
    std::vector<int> tmp {1,2,3,4,5};
    return std::move(tmp);
}

std::vector<int> &&rval_ref = return_vector();

此範例等效於第一個範例。 tmp 上的移動操作是不必要的，並且可能會透過抑制返回值最佳化 (RVO) 來降低效能。

最佳實踐

按值返回物件的建議做法是只需返回物件而不明確使用移動語義。在這種情況下，編譯器將自動使用 RVO 或行動語義最佳化返回，以更有效率的方式進行。

std::vector<int> return_vector(void) {
    return {1,2,3,4,5};
}

std::vector<int> rval_ref = return_vector();

此程式碼片段直接傳回臨時對象，讓編譯器決定最佳最佳化策略.

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