c++ - 在 C++ 中通过多个函数嵌套按值返回 vector

Question

出于某种原因，我想返回 my::Vector 的一个对象(它基本上是一个包装类，在内部使用 STL vector 进行实际存储并提供一些额外的功能)。我按值返回 vector ，因为该函数每次都在本地创建一个 vector 。

my::Vector<int> calcOnCPU()
{
  my::Vector<int> v....
  return v;
} 

现在我可以有多个函数调用嵌套(考虑库设计)，所以简而言之，如下所示:

my::Vector<int> calc()
{
    if(...)
      return calcOnCPU();
}

据我所知，按值返回会调用 my::Vector 类的复制构造函数:

Vector<int>::Vector(const Vector& c)
{
   ....
   m_vec = c.m_vec; // where m_vec is std::vector<int>
}

几个问题:1)在拷贝构造函数中，是否调用了std::vector的拷贝构造函数？或赋值运算符，只是为了确认，std::vector 创建深拷贝(意味着复制考虑基本整数类型的所有元素)。2) 将 calcOnCPU() 嵌套在 calc() 中，每个返回的 Vector of int: 将创建 2 或 1 个 Vector 拷贝？在这种简单的方法嵌套的情况下，如何避免多个拷贝？内联函数还是存在其他方式？

更新 1: 很明显我需要保留自己的复制构造函数，因为有一些自定义要求。但是，我在主要功能中做了一个简单的测试:

int main() {
   ...
   my::Vector v = calc();
   std::cout<<v;
}

我在复制构造函数中使用“std::cerr”打印了一些内容，以查看它何时被调用。有趣的是，上面的程序甚至没有调用它一次(至少没有打印任何内容)。是复制省略优化吗？我在 Linux 上使用 GNU C++ 编译器 (g++) v4.6.3。

Answer 1

In copy constructor, is it invoking copy constructor of std::vector? or assignment operator

在您的例子中，它创建了一个空的 std::vector，然后对其进行复制分配。使用初始化器列表将直接复制构造它，这更简洁并且可能更高效:

Vector<int>::Vector(const Vector& c) : m_vec(c.m_vec) {
    ....
}

Just to confirm, std::vector creates deep copy

是的，复制 std::vector 将分配一个新的内存块并将所有元素复制到其中。

With nesting of calcOnCPU() in calc() each returning Vector of int: 2 or 1 copies of Vector will be created?

这取决于编译器。它应该应用“返回值优化”(复制省略的特例)，在这种情况下它不会创建本地对象并返回拷贝，但会直接在为返回对象分配的空间中创建它。在某些情况下无法做到这一点 - 例如，如果您有多个 return 语句可能会返回多个本地对象之一。

此外，现代编译器还将支持移动语义，其中，即使不能删除拷贝， vector 的内容也会被移动到返回的对象而不是被复制；也就是说，它们将通过设置 vector 的内部指针来快速传输，无需分配内存或复制元素。但是，由于您将 vector 包装在您自己的类中，并且您已经声明了一个复制构造函数，因此您必须为该类提供一个移动构造函数才能使其工作 - 只有当您使用 C++11。

How could I avoid multiple copies in case of such simple method nesting? Inline functions or there exist another way?

确保您的函数结构足够简单，以便进行复制省略。如果可以的话，给你的类一个移动 vector 的移动构造函数(或者删除复制构造函数，如果有赋值运算符，则允许隐式生成一个)。内联不太可能产生影响。