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 <stdio.h>

#include <string>

 

// 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://blog.csdn.net/Aquester/article/details/88555787》。