8

Стоит ли повсеместно стараться как можно чаще использовать r-value ссылки? Вот, допустим, код:

std::string hi() {
    return "hello world\n"
}

auto&& str = hi();

В данном случае в строке 5 происходит лишь одно создание объекта, и r-value ссылка на него, и никакого копирования... эффективно, если сравнить, например, с:

auto str = hi();

или

auto str = std::move(hi());

Посему на первый взгляд напрашивается вывод: почему бы не создавать r-value ссылки как можно чаще вместо обычной инициализации переменной? Особенно если нужно создавать 100000 раз в секунду эти переменные. Допустим, если можно, то писать так:

void function() {
    int&& a = 1;
    double&& b = 2.;
    auto&& value = return_value();
    /*далее какой-то код*/
}

и далее работать с этими ссылками или передавать их в другое место... выглядит, это чуть более монстрообразно, чем обычная инициализация переменных, к которой глаз привык:

void function() {
    int a = 1;
    double b = 2.;
    auto value = return_value();
    /*далее какой-то код*/
}

Поэтому стоит ли как можно чаще пользоваться r-value ссылками вместо обычной инициализации новых переменных в локальном контексте(внутри функций, например) для эффективности, или есть ли какие-то встроенные оптимизации, которые при int a = 2 делают те же действия, что и int&& a = 2?

3
  • Вообще-то что-то не могу сообразить, на какой выигрыш вы намекаете? В чем, по-вашему, преимущество int&&a = 2; перед int a = 2;?
    – Harry
    27 окт 2016 в 18:00
  • не судите строго: я думал, что int a = 2 копируется 2 в переменную а... в случае же int&& a = 2 никакого копирования нету, есть лишь aliasing для временного объекта 2... может я не прав
    – xperious
    27 окт 2016 в 18:08
  • 2
    @xperious: В общем случае константы не создают заранее временных объектов в памяти, к которым можно было бы привязать ссылку. Для того, чтобы сделать int&& a = 2 во время выполнения будет формироваться временный объект типа int и инициализироваться значением 2. А это то же самое, что и int a = 2. 27 окт 2016 в 19:06

3 ответа 3

6

На самом деле доступ к переменной напрямую всегда быстрее чем по ссылке. Составим простую программу:

int O() {
    int x = 5;
    return x;
}

int test(){
  auto&& value = O();
  return value;
}

int test2(){
   auto value = O();
  return value;
}

Соберём БЕЗ оптимизаций.

test():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        call    O()
        mov     DWORD PTR [rbp-12], eax
        lea     rax, [rbp-12]
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rax
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        leave
        ret
test2():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        call    O()
        mov     DWORD PTR [rbp-4], eax
        mov     eax, DWORD PTR [rbp-4]
        leave
        ret

Как видите работа напрямую - меньше операций сразу, хотя мы переменную и не использовали считай. В общем для примитивов однозначно лучше переменная, для сложных классов - воспользуйтесь профайлером (возможно есть смысл использовать перемещающий конструктор или что-то такое).

6
  • хм, да, моя идея про повсеместное использование r-value reference не верна была... это если без оптимизаций
    – xperious
    27 окт 2016 в 18:16
  • Ну, ээээ, то, что без оптимизаций компилятор собирает глупый код, это ж не аргумент. Если семантика кода одинаковая, то в идеальном случае компилятор должен произвести и одинаковый код.
    – VladD
    27 окт 2016 в 19:09
  • @VladD безусловно на -O2 код одинаковый, но там и вызова функции нет. А вдруг код сложнее? В любом случае в плане оптимизации ссылка не лучше переменной.
    – pavel
    27 окт 2016 в 20:12
  • @pavel: Ну, да, но так можно дойти до того, что и код типа for (auto x : container) заменять на цикл со счётчиком из соображений, что оптимизатор может не справиться. Мне кажется, главными соображениями должны быть соображения ясности, читабельности и лёгкости поддержки.
    – VladD
    27 окт 2016 в 20:30
  • @pavel отказываемся от ссылок и начинаем передавать большие объекты по значению?
    – αλεχολυτ
    28 окт 2016 в 4:35
5

Обычно ссылки хранятся в памяти в виде указателей на объекты. Поэтому в данном предложении

auto &&a = 1;

будет создан временный объект со значением 1 и ссылка на него.

Если у вас есть объявление вида

auto a = f();

где функция f возвращает объект некоторого типа T, то этот объект, возвращаемый из функции, строится на месте переменной a , минуя вызов копирующего или перемещающего конструктора.

Рассмотрите следующий пример

#include <iostream>

struct Int
{
    Int( int x = 0 ) : x( x )
    { 
        std::cout << "Int::Int( int )" << std::endl; 
    }

    Int( const Int &rhs ) : x( rhs.x )  
    { 
        std::cout << "Int::Int( const Int & )" << std::endl; 
    }

    Int( Int &&rhs ) : x( rhs.x )  
    { 
        std::cout << "Int::Int( Int && )" << std::endl; 
    }

    ~Int()
    { 
        std::cout << "Int::~Int()" << std::endl; 
    }

    int x;
};

Int f( int x ) { return x; }

int main() 
{
    auto x = f( 10 );
    auto &&y = f( 20 );

    return 0;
} 

Вывод на консоль будет следующим

Int::Int( int )
Int::Int( int )
Int::~Int()
Int::~Int()

То есть в обоих случаях будет вызвано по одному конструктору и, соответственно, деструктору.

К тому же нельзя создавать, например, массивы из ссылок. В нижеприведенной программе, если раскомментировать предложение с массивом ссылок, то будет выдано сообщение об ошибке.

#include <iostream>

struct Int
{
    Int( int x = 0 ) : x( x )
    { 
        std::cout << "Int::Int( int )" << std::endl; 
    }

    Int( const Int &rhs ) : x( rhs.x )  
    { 
        std::cout << "Int::Int( const Int & )" << std::endl; 
    }

    Int( Int &&rhs ) : x( rhs.x )  
    { 
        std::cout << "Int::Int( Int && )" << std::endl; 
    }

    ~Int()
    { 
        std::cout << "Int::~Int()" << std::endl; 
    }

    int x;
};

Int f( int x ) { return x; }

int main() 
{
    Int a[] = { f( 10 ) };
    //Int &&b[] = { f( 10 ) };

    return 0;
}
4
  • Если добавить в Ваш первый пример -fno-elide-constructors, результаты будут несколько иными.
    – αλεχολυτ
    27 окт 2016 в 19:28
  • @alexolut А зачем добавлять и осложнять себе жизнь?:) 27 окт 2016 в 19:28
  • Хотя бы чтобы показать различие, и возможности по оптимизации компилятором не-ссылок даже без каких-либо явных опций.
    – αλεχολυτ
    27 окт 2016 в 19:37
  • но можно, использовать константную ссылку на массив или r-value ссылку на массив const Int(&ref)[5] = { 1 }; Int(&&ref_)[5] = { 2 };
    – xperious
    28 окт 2016 в 4:39
5

В данном случае нет никакой практической разницы между

auto str = hi();

и

auto&& str = hi();

В обоих случаях copy elision и return value optimization приводят к тому, что результат функции hi будет формироваться (конструироваться) напрямую в финальном объекте. В первом случае - напрямую в str. Во-втором случае - напрямую во временном объекте, к которому будет привязываться str.

2
  • все-таки не понятно... вот есть объект, который весит 2мб допустим... у него сложный конструктор копирования и перемещения(пусть имеется глубокое копирование)... неужели при auto ref = return_value(); сработает стопроцентно rvo и не выгоднее писать auto&& ref = return_value()?
    – xperious
    28 окт 2016 в 4:46
  • @xperious: Сложность конструктора и тяжесть объекта тут ни на что не влияет. Влияет лишь желание компилятора работать по схеме такой прямой конструкции. В С++17, кстати, многие из таких оптимизаций (если не все) становятся гарантированными. Но и в нынешнем С++ они прекрасно работают, в чем вы можете запросто убедиться на практике. 28 окт 2016 в 8:19

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.