C语言中的返回值优化和复制省略

Question

有些人不知道在C中可以通过值传递和返回结构。我的问题是编译器在C中返回结构时会进行不必要的复制。C编译器(如GCC)是否使用返回值优化(RVO)优化，或者这只是C中的一个概念？我读过的所有关于RVO和复制省略的东西都是关于C的。

让我们考虑一个例子。我目前正在用C实现一个double-double数据类型(或者更确切地说是float-float开始，因为我发现它很容易进行单元测试)。考虑下面的代码。

typedef struct {
    float hi;
    float lo;
} doublefloat;

doublefloat quick_two_sum(float a, float b) {
    float s = a + b;
    float e = b - (s - a);
    return (doublefloat){s, e};
}

编译器是否会为我返回的双浮位值创建临时副本，还是可以省略临时副本？

C中的命名返回值优化（NRVO）怎么样？我还有另一个功能

doublefloat df64_add(doublefloat a, doublefloat b) {
    doublefloat s, t;
    s = two_sum(a.hi, b.hi);
    t = two_sum(a.lo, b.lo);
    s.lo += t.hi;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    s.lo += t.lo;
    s = quick_two_sum(s.hi, s.lo);
    return s;
}

在本例中，我返回一个命名结构。在这种情况下，是否可以删除临时副本？

应该指出的是，这是C语言的一个一般性问题，我在这里使用的代码示例只是示例（当我优化它时，我将使用SIMD和intrinsic）。我知道我可以查看汇编输出，看看编译器做了什么，但我认为这是一个有趣的问题。

Answer 1

它在C中被涵盖很多的原因是因为在C中，RVO有副作用（即不调用临时对象的析构函数，也不调用结果对象的复制构造函数或赋值操作符）。

在C语言中，没有可能的副作用，只有潜在的性能改进。我看不出为什么某些编译器不能执行这样的优化。至少，在标准中没有任何东西禁止它。

无论如何，优化取决于编译器和优化级别，因此我不会对关键代码路径下赌注，除非所使用的编译器定义良好，并且不会发生变化（通常情况下仍然如此）。

Answer 2

C中的“仿佛”规则明确允许RVO/NRVO。

在C语言中，你可以得到可观察到的副作用，因为你重载了构造函数、析构函数和/或赋值运算符来产生这些副作用（例如，当其中一个操作发生时打印出一些东西），但在C语言里，你没有任何能力重载这些运算符，而且内置的运算符没有可观察的副作用。

如果不重载它们，复制省略不会产生任何明显的副作用，因此没有什么可以阻止编译器这么做。