20.返回值优化

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前言

 
一个返回对象的函数难以保持高效，因为构造与析构所带来的开销无法避免。

问题实例

 
以与Rational类相关的operator*函数为例：

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class Rational {
public:
    Rational(int numerator = 0, int denominator = 1);
    ...
    int numerator() const;
    int denominator() const;
};
const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs)

在Effective C++中已经多次以它为例，显然，任何以不返回对象为目的做出的修改都是徒劳的。

优化

 
必须返回对象并不意味着不可以优化，从效率的角度而言，我们更应该把注意力集中到临时对象所带来的开销上，而不是去消除对象。

返回构造函数表达式

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const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs){
    return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
                    lhs.denominator() * rhs.denominator());
}

显然，我们通过构造函数构造了一个临时的Rational对象，函数把它拷贝给了返回值。
这种不存在局部对象的方法依旧存在开销，比如说，函数体内临时对象的构造与释放依旧需要开销。但是，C++允许编译器优化不出现的临时对象（temporary objects out of existence）因此，在如下的语句中：

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Rational a = 10;
Rational b(1, 2);
Rational c = a * b;

其实并没有出现临时对象，你仅仅付出了一个构造函数的成本，因为编译器直接在为c分配的内存中构造return表达式定义的对象。

如果还要更进一步的话，可以把operator*声明为inline，减少函数的调用开销，这已经达到了优化的最高水平：

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inline const Rational operator*(const Rational& lhs,const Rational& rhs){
    return Rational(lhs.numerator() * rhs.numerator(),
                    lhs.denominator() * rhs.denominator());
}