从函数返回 STL 向量 - 复制成本

当您从函数返回 stl 向量时：

vector<int> getLargeArray() {  ...  }

返回将是一个昂贵的复制操作吗？我记得在某处读到向量分配很快——我是否应该要求调用者传递引用？

void getLargeArray( vector<int>& vec ) {  ...  }

假设你的函数构造并返回新数据，你应该按值返回，并尝试确保函数本身有一个返回点，该返回点返回一种类型的变量vector<int>，或者最坏的情况是几个返回点都返回相同的变量。

这确保您将在任何可靠的编译器上获得指定的返回值优化，从而消除one潜在副本（从函数中的值到返回值的副本）。还有其他方法可以实现返回值优化，但它并不完全可预测，因此简单的规则是安全的。

接下来，您希望消除从返回值到调用者对其执行的任何操作的潜在副本。这是调用者要解决的问题，而不是被调用者的问题，基本上有三种方法可以做到这一点：

• 使用对函数的调用作为初始化程序vector<int>，在这种情况下，任何可靠的 C++ 编译器都会删除该副本。
• 使用 C++11，其中vector具有移动语义。
• 在 C++03 中，使用“交换优化”。

也就是说，在C++03中don't write

vector<int> v;
// use v for some stuff
// ...
// now I want fresh data in v:
v = getLargeArray();

Instead:

getLargeArray().swap(v);

这避免了所需的复制分配（不得省略[*]）v = getLargeArray()。在 C++11 中不需要它，其中有一个便宜的移动分配而不是昂贵的复制分配，但当然它仍然有效。

另一件需要考虑的事情是你是否真的想要vector作为界面的一部分。您可以改为编写一个函数模板，该模板采用输出迭代器，并将数据写入该输出迭代器。想要向量中的数据的调用者可以传入以下结果std::back_inserter，因此想要数据的调用者也可以deque or list。提前知道数据大小的调用者甚至可以只传递一个向量迭代器（适当地resize()d 首先）或指向足够大数组的原始指针，以避免开销back_insert_iterator。有一些非模板方法可以做同样的事情，但它们很可能会以某种方式产生调用开销。如果您担心复制的成本int每个元素，那么您就会担心每个元素的函数调用的成本。

如果您的函数不构造并返回新数据，而是返回某些现有数据的当前内容vector<int>并且不允许更改原件，那么当您按值返回时，您将无法避免至少一份副本。因此，如果其性能已被证实存在问题，那么您需要查看除按值返回之外的其他 API。例如，您可以提供一对可用于遍历内部数据的迭代器、一个通过索引在向量中查找值的函数，甚至（如果性能问题严重到需要暴露您的内部），对向量的引用。显然，在所有这些情况下，您都会更改函数的含义 - 现在不再为调用者提供“他们自己的数据”，而是提供其他人的数据的视图，这些数据可能会发生变化。

[*] 当然，“好像”规则仍然适用，并且人们可以想象一种 C++ 实现，它足够聪明，能够意识到这一点，因为这是一个普通可复制类型的向量 (int），并且由于您没有获取任何指向任何元素的指针（我假设），因此它可以进行交换，并且结果“就像”它复制了一样。但我不会指望它。