自己动手理解NRV优化
2010.6.29
烛秋
2010.8.20整理
说明：本文整理自：http://blog.csdn.net/wuxupeng999/archive/2010/06/29/5701513.aspx
一、NRV的简单理解
NRV是Named Return Value的简称。NRV优化简单的说：有一条语句，A a = f（）；其中f（）是一个函数，函数里边申请了一个A的对象b，然后把对象b返回。在对象返回的时候，一般情况下要调用拷贝函数，把函数f（）里边的局部对象b拷贝到函数外部的对象a。但是如果用了NRV优化，那就不必要调用拷贝构造函数，编译器可以这样做，把a的地址传递进函数f（），然后不让f（）申请要返回的对象b的空间，用a的地址来代替b的地址，这样当要返回对象b的时候，就不必要拷贝了，因为b就是a，省去了局部变量b，省去了拷贝的过程。
二、动手测试
书上得来终觉浅。动手测试才是王道。
测试代码如下：
/////////////////////////////////////////////////
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
class A
{
public:
A()
{
cout<<"construct"<<endl;
strcpy(name,"zhangsan");
}
~A()
{
cout<<"destruct"<<endl;
}
A(const A& temp)
{
cout<<"copy"<<endl;
strcpy(name,temp.name);
}
private:
char name[16];
};
////////////////////////////
A f()
{
cout<<"------------function f----------"<<endl;
A a;
return a;
}
////////////////////////////
int main()
{
cout<<"------------define-------------"<<endl;
A b = f();//A b(f());
return 0;
}
/*
GCC编译：
运行结果：
------------define-------------
------------function f----------
construct
destruct
*/
////////////////////////////
////////////////////////////
/*
VS2005
debug下输出：
------------define-------------
------------function f----------
construct
copy
destruct
destruct
*/
////////////////////////////
/*VS2005
release下输出：
------------define-------------
------------function f----------
construct
destruct
*/
/*G++以及vs2005的release，这就是NRV之后的结果*/
测试环境：32位机器，vs2005编译器。
测试部分截图
图 1 debug模式下main（）函数
图 2 debug模式下f（）函数
图 3 release模式下 main（）函数
图 4 release模式下f（）函数
三、分析
（1）debug模式
分析图 1和图 2可以发现在调用f()函数时，传进了一个参数，这个参数就是拷贝构造函数的目标对象。而拷贝构造函数的源对象就是在f（）函数里边定义的局部对象。构造对象的过程是这样的：首先在main()函数中申请对象b的空间，注意此时没有构造该对象，仅有地址而已；然后进入f()函数，构造f()函数中的对象a，接着调用拷贝构造函数构造main()函数中的对象b，地址是在main()函数时申请的；结束。
（2）release模式
分析图 3和图 4可以发现在调用f()函数时，通过esi传递了外部对象b的地址，在f()函数里边没有申请局部对象的空间，没调用构造函数（内联了），只是输出"construct"，也没调用strcpy函数，而是通过寄存器把"zhangsan"拷贝到esi所指向的地址。release模式做了很大的优化！构造对象的过程是这样的：首先在main()函数申请对象b的空间，注意此时仅有地址而已；然后进入f()函数，构造对象b；结束。
（3）总结
可以这样理解：debug模式下，给函数传递外部变量b的地址，函数内先申请一个局部变量a，接着对a操作，最后调用拷贝构造函数把a拷贝到外部变量b，结束返回。release模式下，给函数传递外部变量b的地址，函数内不申请局部变量a的空间，把b作为a的空间，接着对a操作，结束返回。
release模式下，局部变量构造函数的操作还是有的，就是没有申请空间，通过寄存器拷贝字符串"zhangsan"的过程就是在调用构造函数，不过看起来被内联在f()函数里边了。可以在f()函数返回之前，局部变量定义之后增加几行代码，再进行测试。
四、关于测试
1、 如何测试？为了方便测试可以输出一些字符，然后在OD里使用超级字符串查找插件，方便定位。
2、如何知道有没有申请空间？看函数入口处有没有类似于sub esp,XX的指令，在debug模式下会发现f()函数里边有申请局部变量，而release模式下f()函数没有申请局部变量。
3、一般情况下，堆栈的局部变量会采用[ebp-XX]的方式访问，而通过堆栈传递的参数会采用[ebp+XX]的方式访问。另外要注意在函数采用寄存器传递参数，例如：this指针采用ecx寄存器，esi作为外部变量的地址。