RVO: Return Value Optimization
NRVO: Named Return Value Optimization

RVO 和 NRVO 自C++98时代就已存在，即当函数按值返回的时候，编译器所做的优化，并不是C++标准所规定的内容，因此各家编译器实现可能有差别，另外当函数比较复杂的时候，也可能不会有RVO或NRVO的优化。

Copy Elision 是 C++11 新增移动语义后给出的一种建议，即当返回值时使用移动语义替代拷贝语义以减少内存拷贝；它属于标准的建议，因此编译器是否实现了该优化以及如何实现仍未可确定（其实一般都实现了）。

1. RVO

T f() {...return T(constructor_arguments);
}T t = f();

理论上，以上代码会创建3个T类的对象：

在函数 f() 内的这句return语句中，会创建一个无名的对象
当从f()返回时，会将1中的无名对象进行一次拷贝构造，从而形成一个临时的T类对象
在 T t = f(); 这一句中，将2中的临时对象通过拷贝构造传给t

但实际上，创建一个T类对象就应该能够搞定一切，这就是 RVO 做的 - 通过直接用构造参数构造t从而减少2次临时构造。

另外，当有多个return语句时，只要所返回的object是在return语句上创建的，那么RVO一般也还是起作用的。如下代码：

T f() {if (....) {return T(....);}else {return T(....);}
}

2. NRVO

顾名思义，NRVO就是所返回的对象是有名字的，也就是说，所返回对象不是在return语句上创建的。代码如下:

T f() {T result(....);....return result;
}

但是注意，与RVO类似，NRVO时函数必须返回一个 unique 的对象，这样编译器才能直到在函数f()的外面应该去构造f()中的哪一个object.
如下代码就是NRVO可以起作用的一种示例：

T f() {T result(....);if (....) {return result;}....return result;
}

综上所述，虽然基本上所有流行的编译器都实现了RVO/NRVO优化，但因为编译器也可能因为做其他优化而放弃了RVO/NRVO，又或者是函数过于复杂而没有做RVO/NRVO，此时，通过引用型参数来传递结果仍不失为一个更通用更符合C++标准的选择。

3. 如何显示去掉 RVO 与 NRVO 优化

RVO 与 NRVO 优化并不需要额外使用 -O1 或 -O2 或 -O3之类的编译选项也会有。
要去掉 RVO/NRVO 优化，就要显式地使用 -fno-elide-constructors选项。

4. Copy Elision (复制消除)

在 C++11 中，若函数按值返回，则会自动尝试使用move语义，而不是优先使用拷贝语义，这就是 copy elision.

看一段代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector<int> foo(int n) {vector<int> v;for (int i = 1; i <= n; i++) {v.push_back(i);}cout << "address of vector v: "<< &v << " in foo" <<endl;cout << "vector v.data(): "<< v.data() << " in foo" <<endl;return v;
}int main() {vector<int> v = foo(10);cout << "address of vector v: "<< &v << " in main" <<endl;cout << "vector v.data(): "<< v.data() << " in main" <<endl;
}

编译命令为：

g++ 2.cpp -std=c++03 -fno-elide-constructors -o 03.out
g++ 2.cpp -std=c++11 -fno-elide-constructors -o 11.out

执行结果为：

$ ./03.out
address of vector v: 0xffffcb80 in foo
vector v.data(): 0x800012910 in foo
address of vector v: 0xffffcbe0 in main
vector v.data(): 0x800012990 in main$ ./11.out
address of vector v: 0xffffcb80 in foo
vector v.data(): 0x800012910 in foo
address of vector v: 0xffffcbe0 in main
vector v.data(): 0x800012910 in main

由上可见，
去除RVO/NRVO优化后，对C++03的程序，v.data() 在 foo 中和 main 中都不一样了，即拷贝发生了；
但是对C++11的程序，虽然vector v的地址确实变化了（在foo中和在main中不同了），但其内容并没有经过拷贝，main中的v仍然用的是foo中的v的内存。

但是话说回来，如果是自己定义的类，并且没有定义移动构造函数，则函数按值返回的时候，还是会发生内存拷贝的；
而自定义的类若有移动构造函数，则函数按值返回也会应用到移动语义，从而减少内存拷贝。

（完）

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