c++的拷贝省略(Copy Elision)是什么_c++ RVO与NRVO优化详解

拷贝省略通过RVO和NRVO避免对象拷贝，c++17起对prvalue返回值强制实施，直接在目标位置构造对象，提升性能且无需拷贝或移动构造函数。

拷贝省略（copy Elision）是C++中一种合法的编译器优化技术，它的核心作用是在某些场景下直接避免对象的拷贝或移动构造，从而提升性能。这种优化不是发生在语义层面，而是由编译器在不改变程序行为的前提下，跳过临时对象的构造过程。其中最典型的两种形式就是RVO（Return Value Optimization）和NRVO（Named Return Value Optimization）。

RVO：返回值优化

RVO指的是当函数返回一个临时对象时，编译器可以直接在调用方的内存空间中构造该对象，而不是先在函数内部构造再拷贝出去。

例如：

MyClass func() {     return MyClass(); // 返回临时对象 }

在没有RVO的情况下，流程是：

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• 在func内部构造临时对象
• 通过拷贝构造函数将其复制到外部接收位置
• 销毁临时对象

有了RVO后，编译器会将返回对象直接构造在调用端的目标位置，整个拷贝过程被完全省略。

NRVO：具名返回值优化

NRVO是RVO的扩展，适用于返回一个命名的局部变量的情况。

MyClass func() {     MyClass obj;     // 做一些操作     return obj; // 返回命名对象 }

这里obj是一个有名字的局部变量，按理说需要调用拷贝构造函数来返回。但现代编译器在满足条件时仍可应用NRVO，直接在调用方内存中构造obj，从而避免拷贝。

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注意：NRVO的适用条件更严格。如果函数中有多个返回路径，或者返回的对象无法静态确定，NRVO可能失效。

比如以下情况通常会导致NRVO失败：

• 多个return语句返回不同的局部变量
• 返回引用或指针指向的对象
• 局部变量的类型在运行时才确定（如虚继承复杂情况）

C++17中的保证性拷贝省略

C++17引入了“强制拷贝省略”（Guaranteed Copy Elision），特别是在返回纯右值（prvalue）时，语言标准明确要求不再需要拷贝或移动构造函数。

例如：

MyClass obj = func(); // func()返回prvalue

从C++17起，这行代码会直接在obj的内存位置构造返回值，即使拷贝构造函数被删除（=delete），程序也合法。这意味着此时不再是“优化”，而是语言规则本身的设计。

实际影响与建议

虽然拷贝省略能显著提升性能，但不应依赖它来弥补低效设计。你应该：

• 优先使用返回值优化友好的写法（如直接返回对象而非指针）
• 了解编译器行为，尤其是在不同优化等级下的表现
• 不要删除移动构造函数，除非你确定不需要它们（旧标准或NRVO失败时仍需）
• 测试关键路径上的对象构造开销，必要时用move暗示意图

基本上就这些。拷贝省略让C++在保持高抽象的同时，依然能实现零成本抽象。理解RVO和NRVO，有助于写出既清晰又高效的代码。