RVO优化
1. 名词与结论
- RVO（Return Value Optimization）：返回临时对象时，编译器省掉临时对象与目标对象之间的拷贝/移动构造。
- NRVO（Named RVO）：返回具名局部对象时的优化（
return obj;）。 - C++17 起的“强制性拷贝省略”：在某些情形下（见 §2），标准保证不产生临时与拷贝/移动；不是“可选优化”，而是语义的一部分。
2. 何时一定省掉拷贝（C++17 保证）
以下情形创建的是目标对象本体，不会先构造临时再搬运：
-
直接返回临时
T make() { return T(args); } // 保证无拷贝/无移动 -
返回花括号临时
struct S { int a; double b; }; S make() { return {1, 2.0}; } // 同样保证 -
用函数返回值初始化对象（同类型）
T x = make(); // prvalue 直接用于构造 x，无中间临时
启示：尽量返回临时或简单构造式；C++17 起无需为“省一次移动”做多余技巧。
3. NRVO（具名变量）什么时候能触发
NRVO 不是强制，但主流编译器（GCC/Clang/MSVC）几乎总能触发，条件包括：
- 返回的对象是同一作用域的非
volatile局部自动对象； - 返回语句在所有路径上都返回同一个对象（越一致越容易触发）。
典型可触发：
T make(bool f) {T a, b;if (f) return a;else return a; // 所有路径同一个 a，更容易
}
可能阻碍 NRVO 的情形（编译器可能放弃）：
- 分支返回不同的具名对象（a 或 b）；
- 对返回对象取地址/绑定到引用逃逸；
volatile对象、复杂异常路径等。
启示：尽量统一返回同一个具名对象；或直接用 §2 的“返回临时”。
4. 不要写的反优化：return std::move(obj);
- 对具名局部变量
obj：std::move(obj)会阻碍 NRVO，让编译器退化为移动构造（甚至在某些场景变成拷贝）。 - 编译器会给出
-Wpessimizing-move（Clang/GCC）警告。
正确写法
T make() {T obj;// ... 填充 obj ...return obj; // 让 NRVO 尽量触发；不要 std::move(obj)
}
5. 与移动语义的关系
- RVO/NRVO 的收益 > 移动：因为连移动构造也被消除了（直接在目标位置构造）。
- C++17 之后，返回临时常常无需考虑“要不要
std::move”，因为直接就不产生移动。
6. 设计与重构建议（实战导向）
-
返回按值（by value）——放心用
现代 C++（17+）下，只要返回的是临时或满足 NRVO 条件的局部，性能非常好；接口更简单、安全。 -
工厂函数优先返回临时
static T make_xxx(args...) {return T(args...); // 保证省略 } -
统一返回点
需要做分支初始化时，可以用一处返回以帮助 NRVO：T make(bool f) {T obj = f ? T(1) : T(2);// ... 进一步配置 obj ...return obj; // 触发 NRVO 的机会更高 } -
容器就地构造
RVO/NRVO 解决“函数返回值”的搬运；而容器内部建议emplace_back(...)，避免中间对象：vec.emplace_back(args...); // 直接就地构造 -
避免返回参数/捕获变量
函数参数、lambda 捕获的对象不是局部自动对象，不享受 NRVO。T f(T x) { return x; } // 常规是移动/拷贝，非 NRVO 对象
7. 诊断与验证
- 编译期警告：
-Wpessimizing-move（避免“画蛇添足”的std::move）。 - 观察构造次数：可在类型的拷贝/移动构造里打印日志对比
-O2与-fno-elide-constructors。 - 主流优化开关：
-O2/-O3；无需专门打开 RVO 开关。
调试 RVO 行为时可临时加：-fno-elide-constructors（GCC/Clang）。
8. 常见 Q&A
Q：返回 std::optional<T> 会影响 RVO 吗？
A：return std::optional<T>{T(args)}; 中 T(args) 的构造仍受 C++17 prvalue 规则优化；同时可改为 return std::optional<T>(std::in_place, args...) 进一步避免中间层次。
Q：聚合类型/结构体大对象能否放心按值返回？
A：C++17 起可放心。按值返回+RVO/NRVO 通常等价于“直接在调用方栈上构造”，无多余移动。
Q：异常会破坏 RVO/NRVO 吗？
A：标准允许实现自由，但主流编译器在无复杂控制流时仍能很好地做 NRVO；返回临时的强制省略照常生效。