C++ Object Model 答客問 (3) - NRV 最佳化 侯捷 [email protected] 2000.03.25 第一次發表於 清大.楓橋驛站（140.114.87.5）.電腦書訊版（Computer/CompBook） 本文將於日後整理於 侯捷網站 侯捷網站：www.jjhou.com ---------------------------------------------------------------- leetron wrote (2000/02/11) : > 您好，關於深度探索C++物件模型一書，2.3節程式 > 轉化語意學的部分，有個問題 > 想請教您。 > > 問題： > 在67頁，最下面兩行： > 這個程式的第一個版本不能實施NRV最佳化，因為test class > 缺少一個copy constructor。 > 但是在66頁「在編譯器層面做最佳化」那一段中所列的碼顯示， > 當編譯器把xx以__result取代，變成__result.X::X(); > 即default constructor被喚起。喚起default constructor > 是可以理解的，可是編譯器轉換後的碼並沒有使用到 > copy constructor呀，為什麼67頁最後兩行卻說缺少一個 > copy constructor，就不能實施這個最佳化了呢？ > > 我對上面這個問題做了些解釋，但不知我的猜想是否正確。 > > 我的解釋是： > 如同63頁與64頁「回返值的初始化」這一段，編譯器可能將 > 63頁下面的 X bar()函式定義轉換成64頁的虛擬碼，其中有 > 一行__result.X::X(xx); 這會使用到copy constructor。 > > 轉換成64頁的碼後，65頁與66頁分述了兩種後續可能出現的 > 最佳化動作，其中一種即是66頁的編譯器層面做最佳化。 > 如此，雖然66頁最佳化後的碼看起來並不使用到copy constructor， > 但是這些碼是根據像64頁那種樣子的碼(註一)最佳化而來的， > 而若沒有copy constructor，根本無法轉換成64頁那種虛擬碼， > 因為其中有一個呼叫copy constructor的動作。所以，雖然 > 66頁經過編譯器最佳化的結果省去了__result.X::X(xx); > 這個copy constructor的呼喚動作（因為根本沒有xx了）， > 但若沒有明白提供一個copy constructor，卻無法讓編譯器 > 進行這樣的最佳化。 > > 另一方面，我參考第5章，205頁最下面一段話： > 「一般而言如果你的設計之中，有許多函式都需要以傳值(by value) > 傳回一個local class object....那麼提供一個copy constructor > 就比較合理--甚至即使default memberwise語意已經足夠。 > 它的出現會觸發NRV最佳化。然而，就像我在前一個例子中 > 所展現的那樣，NRV最佳化後將不再需要喚起copy constructor， > 因為運算結果已經被直接計算於「將被傳回的object」體內了。」 > 所以，我提出如上所述那個解釋，但不確定是否正確，所 > 以e-mail給您以確認一下。 > > 註一：當然，編譯器到底怎麼實作這些轉換動作，理論上 > 我們是未知的，不能一概而論。所以我寫「像64頁那種樣子的碼」。 侯捷回覆： 我最害怕的事情就是，讀者寫信來討論《深度探索 C++ 物件模型》 一書內容。因為都是些高手提出些深奧的題目，而我必須把塵封的 記憶找出來… :) OK，作者（或譯者）沒有抱怨的權利 :)。我的回覆如下。 首先，我要說 leetron 把他的意思描述得非常清楚。在我收到 的讀者來函中，算是上品 — 尤其是描述這麼複雜的思路。 其次，我同意 leetron 說： > 轉換成64頁的碼後，65頁與66頁分述了兩種後續可能出現的 > 最佳化動作，其中一種即是66頁的編譯器層面做最佳化。 但是我不同意 leetron 這樣的看法： > 如此，雖然66頁最佳化後的碼看起來並不使用到copy constructor， > 但是這些碼是根據像64頁那種樣子的碼(註一)最佳化而來的， 我認為，NRV 最佳化並非是由 p63 的原始碼而至 p64 的虛擬碼， 再至 p66 的最佳化。我認為是從 p63 的原始碼直接至 p66 的最佳化。 所以，似乎可以不需要 copy ctor。 但這麼一來我也無法解釋為什麼 lippman 在 p67 最下強調 「必須要有 copy ctor 才能實施 NRV 最佳化」。 以下是其他讀者的討論，給您參考。 -- quote -- （引自 www.jjhou.com ：書籍勘誤/深度探索 C++ 物件模型） ★黃俊達先生認為：Lippman 在 p67 最後一行所言『這個程式的第一個版本 不能實施 NRV 最佳化，因為 test class 缺少一個 copy constructor』， 此語錯誤。黃先生認為如果程式沒有 explicit copy constructor，編譯器會 自動為我們做出來（如為 trivial，則直接 bitwise copy；如為 nontrivial， 則由編譯器為我們合成出一個 copy constructor）。因此，有沒有 explicit copy constructor 並不影響 NRV 最佳化的實施。他認為 NRV 最佳化主要是 由編譯器 option 來決定要不要實施。他並且做了一些實驗，判斷 VC 和 gcc 都沒有做到 NRV 最佳化，而其不做的理由不是因為技術上的困難，是為了 避免造成「user defined copy constructor 之副作用失效」-- 所謂副作用 是指，例如「在 user defined copy constructor 中做一個 cout 輸出」之類 這種「與 memberwise copy 無關」的動作。 ★侯俊傑答覆：頗有道理。但請注意，Lippman 在 p.205 下方, p.221 上方等處，仍再三強調 copy constructor 對於 NRV 最佳化的導引之功，不知是否其間有什麼是我們沒想到的？ ★唐志青先生亦來信對於 NRV 提出與黃俊達先生相同的看法。感謝。 -- unquote -- -- the end  -- ※ Origin: 楓橋驛站<bbs.cs.nthu.edu.tw> ◆ Mail: [email protected]