为什么Visual Studio在这种情况下不执行返回值优化（RVO）

Question

我回答了a question并建议使用return by-value for a large type，因为我确信编译器会执行return-value optimization (RVO)。但后来有人向我指出，Visual Studio 2013未在我的代码上执行RVO。

我发现a question here关于Visual Studio未能执行RVO，但在这种情况下，结论似乎是，如果它真的很重要Visual Studio将执行RVO。在我的情况下，它确实是的问题，它对我已经用分析结果证实的性能产生了重大影响。下面是简化的代码：

#include <vector> 
#include <numeric> 
#include <iostream> 

struct Foo { 
    std::vector<double> v; 
    Foo(std::vector<double> _v) : v(std::move(_v)) {} 
}; 

Foo getBigFoo() { 
    std::vector<double> v(1000000); 
    std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data 

    return Foo(std::move(v)); // Expecting RVO to happen here. 
} 

int main() { 
    std::cout << "Press any key to start test..."; 
    std::cin.ignore(); 

    for (int i = 0; i != 100; ++i) { // Repeat test to get meaningful profiler results 
    auto foo = getBigFoo(); 
    std::cout << std::accumulate(foo.v.begin(), foo.v.end(), 0.0) << "\n"; 
    } 
} 

我期待从getBigFoo()返回类型进行RVO的编译器。但它似乎是复制Foo。

我知道编译器will create a copy-constructor为Foo。我也知道，与符合C++ 11编译器Visual Studio does not create a move-constructor的Foo不同。但是，这应该是确定的，RVO是一个C++ 98的概念，没有移动语义。

因此，问题是，Visual Studio 2013在这种情况下不执行返回值优化的原因是否有充分的理由？

我知道一些解决方法。我可以定义Foo此举构造函数：

Foo(Foo&& in) : v(std::move(in.v)) {} 

这是很好的，但也有很多传统类型的，在那里，没有动，构造函数，这将是很高兴知道我可以依靠与这些类型的RVO。另外，某些类型可能固有地可复制但不可移动。

如果我从RVO改变NVRO（命名返回值优化），那么Visual Studio中确实出现执行优化：

Foo foo(std::move(v)) 
    return foo; 

，因为我认为NVRO比RVO可靠少这是好奇。

更好奇的是，如果我改变Foo因此它创建的构造和填充vector：

Foo(size_t num) : v(num) { 
    std::iota(v.begin(), v.end(), 0); // Fill vector with non-trivial data 
    } 

代替然后移动它时，我尝试做RVO，它的工作原理：

Foo getBigFoo() { 
    return Foo(1000000); 
} 

我很高兴能够采用这些解决方法之一，但我希望能够预测RVO何时可能会在未来发生此类故障，谢谢。

编辑：More concise live demo从@dyp

EDIT2：我为什么不只是写return v;？

首先，它没有帮助。事件探查器结果显示，如果我只写return v;，Visual Studio 2013仍会复制向量，即使它工作，它也只是一种解决方法。我并没有试图修复这段代码，我想了解RVO为什么会失败，所以我可以预测它何时可能会失败。确实，这是编写这个特定示例的更简洁的方式，但是有很多情况下我不能仅仅编写return v;，例如，如果Foo具有其他构造函数参数。

Answer 1

如果代码看起来应该优化，但没有得到优化我会在这里提交bug http://connect.microsoft.com/VisualStudio或者向Microsoft提出支持案例。 本文虽然是针对VC++ 2005（我找不到当前版本的文档），但它解释了一些无法工作的场景。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057(v=vs.80).aspx#nrvo_cpp05_topic3

如果我们想确保优化已经发生，一种可能性是检查装配输出。如果需要，这可以作为构建任务自动执行。

这需要产生.ASM使用的FA选项输出/像这样：

cl test.cpp /FAs 

将生成TEST.ASM。

以下PowerShell中潜在的例子，它可以以这种方式使用：

PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp 
NOT RVO test.cpp - ; 13 : return Foo(std::move(v));// Expecting RVO to happen here. 

PS C:\test> .\Get-RVO.ps1 C:\test\test_v2.optimized.asm test.cpp 
RVO OK test.cpp - ; 13 : return {std::move(v)}; // Expecting RVO to happen here. 

PS C:\test> 

脚本：

# Usage Get-RVO.ps1 <input.asm file> <name of CPP file you want to check> 
# Example .\Get-RVO.ps1 C:\test\test.asm test.cpp 
[CmdletBinding()] 
Param(
[Parameter(Mandatory=$True,Position=1)] 
    [string]$assemblyFilename, 

    [Parameter(Mandatory=$True,Position=2)] 
    [string]$cppFilename 
) 

$sr=New-Object System.IO.StreamReader($assemblyFilename) 
$IsInReturnSection=$false 
$optimized=$true 
$startLine="" 
$inFile=$false 

while (!$sr.EndOfStream) 
{ 
    $line=$sr.ReadLine(); 

    # ignore any files that aren't our specified CPP file 
    if ($line.StartsWith("; File")) 
    { 
     if ($line.EndsWith($cppFilename)) 
     { 
      $inFile=$true 
     } 
     else 
     { 
      $inFile=$false 
     } 
    } 

    # check if we are in code section for our CPP file... 
    if ($inFile) 
    { 
     if ($line.StartsWith(";")) 
     { 
      # mark start of "return" code 
      # assume optimized, unti proven otherwise 
      if ($line.Contains("return")) 
      { 
       $startLine=$line 
       $IsInReturnSection=$true 
       $optimized=$true 
      } 
     } 

     if ($IsInReturnSection) 
     { 
      # call in return section, not RVO 
      if ($line.Contains("call")) 
      { 
       $optimized=$false 
      } 

      # check if we reached end of return code section 
      if ($line.StartsWith("$") -or $line.StartsWith("?")) 
      { 
       $IsInReturnSection=$false 
       if ($optimized) 
       { 
        "RVO OK $cppfileName - $startLine" 
       } 
       else 
       { 
        "NOT RVO $cppfileName - $startLine" 
       } 
      } 
     } 
    } 

}