C++标准库之string返回值研究

先说结论(不一定适用所有环境):

1) GCC默认开启了返回值优化(RVO),除非编译时指定“-fno-elide-constructors”;

2) 现代C++编译器一般都支持返回值优化;

3) string的拷贝构造和拷贝赋值是浅拷贝。

测试环境:

1) gcc (GCC) 4.8.5

2) g++ (GCC) 4.8.5

3) libstdc++.so.6.0.19

注:g++默认开启了返回值优化,

使用“-O0”不能关闭编译器的返回值优化,

而应使用“-fno-elide-constructors”关闭返回值优化。

测试代码:

#include
#include
// 借助mystring来观察构造、析构和赋值行为
class mystring: public std::string {
public:
mystring();
~mystring();
mystring(const mystring& oth); // 拷贝构造
mystring(const char* str);
mystring& operator =(const mystring& oth); // 拷贝赋值
};
mystring::mystring() {
fprintf(stdout, "mystring::ctor\n");
}
mystring::~mystring() {
fprintf(stdout, "mystring::dtor\n");
}
mystring::mystring(const mystring& oth) {
fprintf(stdout, "mystring::ctor(copy)\n");
this->assign(oth.c_str());
}
mystring::mystring(const char* str) {
fprintf(stdout, "mystring::ctor(char*)\n");
this->assign(str);
}
mystring& mystring::operator =(const mystring& oth) {
fprintf(stdout, "mystring::operator =\n");
this->assign(oth.c_str());
}
mystring foo() {
mystring str("12345678"); // 调用构造函数mystring(char*)
return str; // 返回临时对象str
}
int main() {
{
{
mystring str1 = foo();
fprintf(stdout, "%s\n", str1.c_str());
}
fprintf(stdout, "\n");
}
{
{
const mystring& str2 = foo();
fprintf(stdout, "%s\n", str2.c_str());
}
fprintf(stdout, "\n");
}
return 0;
}

普通编译和运行:

$ g++ -g -o x x.cpp
$ ./x
mystring::ctor(char*)
12345678
mystring::dtor
mystring::ctor(char*)
12345678
mystring::dtor

总结:默认情况下,返回值使用对象或const引用效果完全一样。

禁止返回值优化编译和运行:

$ g++ -g -o x x.cpp -fno-elide-constructors
$ ./x
mystring::ctor(char*)
mystring::ctor(copy)
mystring::dtor
mystring::ctor(copy)
mystring::dtor
12345678
mystring::dtor
mystring::ctor(char*)
mystring::ctor(copy)
mystring::dtor
12345678
mystring::dtor

总结:使用const引用比对象方式,少了一次拷贝构造函数调用。

因为string拷贝构造是基于引用计数的浅拷贝,所以赋值的性能很高,细节请参见《https://cloud.tencent.com/developer/article/1405122》。

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