性能大杀器：c++中的copy elision
我们简单的介绍了下移动语义，今天聊聊编译器的一个常见优化拷贝消除(copy elision)。
move和copy elision是一种常见的编译器优化技术，旨在避免不必要的临时对象的复制和拷贝，对于那种占用资源比较多的对象来说，这种优化无疑会很大程度上提升性能。
且看一个例子，如下：
#include <iostream>
struct Obj {
Obj() {
std::cout << "Default ctor" << std::endl;
}
Obj(const Obj& r) {
std::cout << "Copy ctor" << std::endl;
}
int x_ = 0;
};
Obj CreateObj1() {
return Obj();
}
Obj CreateObj2() {
Obj temp;
temp.x_ = 42;
return temp;
}
int main() {
Obj o1(CreateObj1());
Obj o2(CreateObj2());
return 0;
}编译并运行上述代码，输出：
Default ctor
Default ctorPS:本文中所使用的编译器及版本为gcc 11.4.0，如果未做显式说明，在编译过程中都加上-std=c++11选项。
好了，仍然是上面的代码，如果编译选项变成-std=c++11 -fno-elide-constructors，输出试试，看看会是什么结果~~
emm，在本地尝试编译并运行了下：
Default ctor
Copy ctor
Copy ctor
Default ctor
Copy ctor
Copy ctor与最开始的输出相比，多了很多，现在我们着手分析下原因，以Obj o1(CreateObj1());为例：
•调用CreateObj1()函数，创建一个临时对象并返回，此时会输出Default ctor•将上述的需要返回的临时对象以拷贝方式赋值给函数返回值，此时会输出Copy ctor•函数返回值作为obj1的拷贝对象，此时会输出Copy ctor
接着分析下Obj o2(CreateObj2());:
•CreateObj2()创建一个临时变量temp，此时会输出Default ctor•修改临时变量temp的成员变量x_的值为2•temp以拷贝方式赋值给函数返回值，此时会输出Copy ctor•函数返回值作为obj2的拷贝对象，此时会输出Copy ctor
对前面的输出做个简单总结，如下：
Default ctor // 在CreateObj1中以Obj()方式创建临时变量T1
Copy ctor // T1以复制拷贝的方式赋值给CreateObj1()函数返回值,此处假设为T2
Copy ctor // 通过调用拷贝构造函数，将T2值赋值给o1
Default ctor // 创建临时变量temp
Copy ctor // temp以复制拷贝的方式赋值给CreateObj1()函数返回值,此处假设为temp2
Copy ctor // 通过调用拷贝构造函数，将temp2值赋值给o2在上一节中，我们提到过，可以通过使用移动构造的方式来避免拷贝，为了测试该功能，尝试在Obj类中新增一个移动构造函数：
#include <iostream>
struct Obj {
Obj() {
std::cout << "Default ctor" << std::endl;
}
Obj(const Obj& r) {
std::cout << "Copy ctor" << std::endl;
}
Obj(const Obj&& r) { // 移动构造函数
std::cout << "Move ctor" << std::endl;
}
int x_ = 0;
};
Obj CreateObj1() {
return Obj();
}
Obj CreateObj2() {
Obj temp;
temp.x_ = 42;
return temp;
}
int main() {
Obj o1(CreateObj1());
Obj o2(CreateObj2());
return 0;
}输出如下(编译选项为-std=c++11 -fno-elide-constructors)：
Default ctor
Move ctor
Move ctor
Default ctor
Move ctor
Move ctor看了上述输出，不禁奇怪，为什么在CreateObj2()函数中，创建的temp明明是一个左值，此处却调用的是移动构造即当做右值使用呢？，我们不妨看看标准对此处的解释：
in a return statement in a function with a class return type, when the expression is the name of a non-volatile automatic object (other than a function parameter or a variable introduced by the exception-declaration of a handler (14.4)) with the same type (ignoring cv-qualification) as the function return type, the copy/move operation can be omitted by constructing the automatic object directly into the function call’s return object
意思是当返回语句中的表达式是一个非volatile的命名对象，其类型与函数的返回类型相同时，编译器可以优化掉拷贝或移动操作，直接将自动对象构造到函数调用的返回对象中。
这意味着，当函数返回一个自动对象时，编译器可以优化掉不必要的拷贝或移动操作，直接将自动对象构造到函数调用的返回对象中，以提高效率。这种优化在 C++ 标准中被明确规定，以支持更高效的代码生成。
标准的这一规定，使得原本不支持拷贝的对象，作为函数返回值时，也成了可能。
众所周知，std::unique_ptr<>不支持拷贝操作，即：
std::unique_ptr<int> p1 = std::make_unique<int>(1);
std::unique_ptr<int> p2 = p1;上述代码将编译失败，错误提示如下：
error: use of deleted function 'std::unique_ptr<_Tp, _Dp>::unique_ptr(const std::unique_ptr<_Tp, _Dp>&) [with _Tp = int; _Dp = std::default_delete<int>]'
std::unique_ptr<int> p2 = p1;
note: declared here
unique_ptr(const unique_ptr&) = delete;那么，如果将其作为函数返回值呢？
std::unique_ptr<int> CreateUnique() {
auto ptr = std::make_unique<int>(0);
return ptr;
}
int main() {
CreateUnique();
return 0;
}编译正确，进一步证明了我们前面的说法。
好了，如果我们在编译选项中去掉-fno-elide-constructors，那么输出如下：
Default ctor
Default ctor通过这个输出，可以看出，编译器忽略了拷贝构造函数的调用，而是直接构造o1和o2对象，这种方式在性能上有了很大的提升，编译器对o1和o2的这种优化方式称为RVO和NRVO。
现在，我们仔细回想下前面的示例代码，在编译的时候，都加上了-std=c++11这个选项，这是因为笔者的gcc11.4默认情况下是用的c++17，而c++17是能够保证RVO优化的，单独对NRVO则不能保证。
如果使用g++ test.cc -o test编译并运行代码，输出：
Default ctor
Default ctor