Копия элизия для передачи по значению аргументов

Question

Учитывая

struct Range{ 
    Range(double from, double to) : from(from), to(to) {} 
    double from; 
    double to; 
}; 

struct Box{ 
    Box(Range x, Range y) : x(x), y(y) {} 
    Range x; 
    Range y; 
}; 

Предположим, мы запускаем Box box(Range(0.0,1.0),Range(0.0,2.0)).

Может ли современный компилятор с оптимизацией разрешить копирование Range объектов во время этой конструкции? (т. е. построить объекты Range внутри box для начала?)

Answer 1

Есть фактически две копии выполняются на каждом Range объект передается в конструктор. Первое происходит при копировании временного объекта Range в параметр функции. Это можно отбросить в соответствии с рекомендацией, приведенной в ответе 101010. Есть specific circumstances, в котором может выполняться копирование.

Вторая копия происходит при копировании параметра функции в член (как указано в списке инициализации конструктора). Это невозможно устранить, и поэтому вы все равно видите, что для каждого параметра в ответе YSC делается одна копия.

Когда конструктор копирования имеет побочные эффекты (например, отпечатки в ответе YSC), копирование elision все равно может выполняться для первой копии, но вторая копия должна оставаться.

Однако компилятор всегда может вносить изменения, если они не изменяют наблюдаемое поведение программы (это известно как правило «как-если»). Это означает, что если конструктор копирования не имеет побочных эффектов и удаление вызова конструктора не изменит результат, компилятор может удалить даже вторую копию.

Вы можете увидеть это, проанализировав сгенерированную сборку. В this example, компилятор оптимизирует из не только копии, но даже строительство самого Box объекта:

Box box(Range(a,b),Range(c,d)); 
std::cout << box.x.from; 

Формирует идентичную сборку как:

std::cout << a; 

Answer 2

Должно быть, но I fail to make it work (live example). Компилятор может обнаружить побочный эффект конструкторов и решить не идти с копией.

#include <iostream> 

struct Range{ 
    Range(double from, double to) : from(from), to(to) { std::cout << "Range(double,double)" << std::endl; } 
    Range(const Range& other) : from(other.from), to(other.to) { std::cout << "Range(const Range&)" << std::endl; } 
    double from; 
    double to; 
}; 

struct Box{ 
    Box(Range x, Range y) : x(x), y(y) { std::cout << "Box(Range,Range)" << std::endl; } 
    Box(const Box& other) : x(other.x), y(other.y) { std::cout << "Box(const Box&)" << std::endl; } 
    Range x; 
    Range y; 
}; 


int main(int argc, char** argv) 
{ 
    (void) argv; 
    const Box box(Range(argc, 1.0), Range(0.0, 2.0)); 
    std::cout << box.x.from << std::endl; 
    return 0; 
} 

Compile & пробег:

clang++ -std=c++14 -O3 -Wall -Wextra -pedantic -Werror -pthread main.cpp && ./a.out 

Выход:

Range(double,double) 
Range(double,double) 
Range(const Range&) 
Range(const Range&) 
Box(Range,Range) 
1 

Answer 3

Да, может, в частности, этот вид контекста копия Elision подпадает под критерий копирования Пропуска, указанного в 12,8/p31.3 Копирование и перемещение объектов класса [класс.copy] стандарта:

(31,3) - когда объект временного класса, который не был связан с ссылкой (12.2) будут скопированы/перемещены в объект класса с тем же типом (игнорируя CV-квалификацию), копия/операция перемещения может быть опущена , создавая временный объект непосредственно в цель пропущенной копии/перемещения.

Любой спускаемый компилятор применяет копирование в определенном контексте. Однако в примере OP присутствуют две копии.

1. Временные объекты, переданные в конструкторе (это может быть указано в стандарте, как указано выше).
2. Копии в списке инициализаторов конструктора Box (это невозможно исключить).

Вы можете увидеть это в этом demo, где создатель копии вызывается только 2 раза.

Имейте в виду, что, поскольку стандарт разрешает в конкретной ситуации оптимизацию выравнивания контекста, это не означает, что поставщик компилятора обязан это сделать. Копирование elision - единственная разрешенная форма оптимизации, которая может изменять наблюдаемые побочные эффекты. Следовательно, из-за того, что некоторые компиляторы не выполняют копирование в любой ситуации, где это разрешено (например, в режиме отладки), программы , которые полагаются на побочные эффекты конструкторов и деструкторов копирования/перемещения, не являются переносимыми.

Answer 4

Тот факт, что он может, не означает, что это, безусловно, будет. Посмотрите на это в Demo, очевидно, что вы создаете две копии.Подсказка, выход содержит в два раза:

копия, сделанная

копия, сделанная