Инициализация std :: string с возвращаемым значением функции, есть ли копия?

Question

Я следующий код, я использую GCC и C++ 11:

std::string system_call(const char *cmd){ 
    std::string a; 
    ... 
    return a; 
} 

std::string st = system_call("whatever code"); 

Есть ли неявная копия есть? Я вызываю эту функцию много раз, и я думаю, что она делает копию из возвращаемого значения system_call в переменную st, а затем освобождает временное значение r.

Есть ли способ избежать копирования? Использование st.swap(system_call()) броски и ошибки в компиляторе:

error: no matching function for call to 'std::basic_string::swap(std::string)'

Мои вопросы:

1. Если есть проблема или нет
2. Как избежать этого, если есть один

Спасибо

EDIT: Нашел способ сделать явную работу свопинга. Но ответы там, где это правильно, нет никакой выгоды, поскольку компилятор уже заменил st на возвращаемое значение без какой-либо копии.

system_call("whatever").swap(st); 

Answer 1

В общем случае, если в вызове сконфигурировано std::string, а затем вернулись самые современные компиляторы с применением оптимизации возвращаемого значения (частный случай copy elision). В частности, ваше дело - это Именованное RVO (спасибо @NathanOliver за указание этого), если вы хотите найти точные правила. С C++ 17 эта оптимизация гарантируется стандартом.

Невозможно сказать, применяется ли оптимизация, однако, если это не так, то в C++ 11 и выше очень вероятно, что объект std::string в рамках функции будет перемещен из и возвращаемое значение будет перенесено в. Теоретически вы можете называть std::move возвращаемым значением, но тем самым вы также предотвращаете любое RVO. Хотя перемещение может быть эффективным, RVO обычно дает более быстрый код, потому что ничего не перемещается и не копируется вообще, но объект построен на месте, поэтому я бы посоветовал не делать этого и в пользу использования вашего компилятора.

Answer 2

Поскольку вопрос помечается как c++11, я предполагаю, что вы компиляции кода с c++11 компилятором.

В этом случае значение, возвращаемое system_call, не будет скопировано. Компилятор может переместить конструкцию st с возвращаемым значением или использовать Оптимизацию возвращаемого значения для удаления копии. В любом случае копия не будет.

Answer 3

Elision - это разрешение, предоставляемое разработчикам для использования несколькими значениями share, когда они кажутся разными значениями в коде.

std::string system_call(const char *cmd){ 
    std::string a; 
    ... 
    return a; // all return paths return `a` directly 
} 

std::string st = system_call("whatever code"); 

В приведенном выше случае, элизия означает, что a, возвращаемое значение system_call и stвсе тот же объект.

Современные компиляторы elide, если вы не дадите им патологический флаг, чтобы сказать «не elide», когда это допускается стандартом и кодом. «Что делать, если это невозможно, когда это возможно» - это как спросить, что, если компилятор реализует целочисленное добавление в виде зацикленного приращения.

Оба варианта разрешены стандартом, и разумно ожидать.

Когда elision терпит неудачу (потому что ваш код делает невозможным), он возвращается к семантике перемещения в C++ 11. Для std::string это означает, что при перемещении не происходит выделения памяти; в случае небольшой оптимизации строки некоторое количество символов может быть скопировано.

Elision может выйти из строя, если ваш код может вернуть заданную именованную переменную вдоль одного пути, а другой - по другому пути. Или, если вы вернете параметр функции.

Elision разрешен, если ваш оператор возврата return named_variable; или return some_temporary_object;, где возвращаемый объект соответствует типу возвращаемой функции. Это также разрешено, если вы делаете some_type bob = some_temporary;, где some_temporary является временным объектом типа some_type. Аналогичным образом вы можете перейти в аргумент функции (но не из него).

Невозможно «гарантировать» разрешение.

C++ 17 делает почти все исключения из временных исключений выше обязательных.

Для того чтобы разрешить работу на C++ 14 и раньше, должен быть экземпляр или перемещать конструктор. Когда возникает элиция, она не называется, но она должна существовать. В C++ 17, когда временные «силы» устранены, конструктор копирования или перемещения не существует: временный объект не является отдельным объектом, а скорее предложением, которое представляет «как построить объект», что делается только позже.