# RVO и NRVO

RVO \(Return Value Optimization\) – оптимизация компилятора, позволяющая в некоторых случаях не создавать локальный объект, который будет использован как возвращаемое значение\.

Вместо этого возвращаемый объект будет сконструирован на месте вызова функции\. Это позволяет устранить лишний вызов конструктора перемещения/копирования\.

Рассмотрим пример:

```cpp
std::vector<int> GetVector()
{
  return std::vector<int>(1'000'000, 1);
}

void foo()
{
  auto vect = GetVector();
}
```

Здесь значение, возвращаемое функцией _GetVector_, будет сразу создано в памяти, выделенной для объекта _vect_, при этом конструктор перемещения/копирования будут устранены\.

RVO применима, если объект, возвращаемый из функции – это [prvalue\-выражение](https://pvs-studio.ru/ru/blog/terms/6517/), имеющее такой же тип, как и тип возвращаемого значения функции по сигнатуре, без учета cv\-квалификаторов\. Кроме того, с С\+\+17 RVO – это уже не оптимизация, а правило, которое должны выполнять компиляторы\. Это правило будет применено, даже если конструкторы копирования/перемещения имеют побочные эффекты\.

Правило RVO является одним из правил компилятора, реализующих механику temporary materialization – принцип, согласно которому prvalue\-выражение не создается физически в памяти до тех пор, пока оно не будет присвоено в не prvalue\-объект\. Такое поведение компилятора позволяет уменьшить количество копирований и, как следствие, ускорить выполнение программы\.

Также существует другой вид оптимизации – NRVO \(Named Return Value Optimization\)\. Эта оптимизация компилятора, как и RVO, вместо создания локального возвращаемого объекта и последующего его перемещения/копирования на месте вызова функции сразу создаст его в нужном месте\. Ее отличие от RVO состоит в том, что NRVO применяется к lvalue\-объектам\.

Например, в следующем фрагменте кода к возвращаемому объекту _result_ применится NRVO, а не RVO:

```cpp
std::vector<int> GetVector2()
{
  std::vector<int> result(1'000'000, 1);
  return result;
}

void foo()
{
  auto vect = GetVector();
  ....
}
```

NRVO происходит следующим образом: на месте вызова функции, к которой применяется NRVO, вставляется инициализация объекта, в который будет присвоен результат этой функции\. В аргументы функции добавляется указатель на этот объект\. Все вычисления, относящиеся к возвращаемому объекту, теперь выполняются над объектом, переданным по указателю\. 

Можно считать, что оптимизация NRVO преобразует код, рассмотренный выше, в следующий:

```cpp
void GetVector2(std::vector<int> *x)
{
  new (x) std::vector<int>(1'000'000, 0);
}

void foo()
{
  auto *x = static_cast<std::vector<int> *>(
              alloca(sizeof(std::vector<int>)));
  GetVector2(x);
  ....
  delete x;
}
```

Однако NRVO может быть применена только когда тип фактически возвращаемого объекта и тип возвращаемого объекта по сигнатуре функции полностью совпадают\.

Также существует антипаттерн, который отключает применение NRVO:

```cpp
typename <typename Res, typename ...T>
Res foo(T ...)
{
  Res result;
  // some calculations
  return std::move(result);
}

void bar()
{
  auto obj = foo<SomeObject>();
}
```

Здесь вызов [_std::move_](https://pvs-studio.ru/ru/blog/terms/6518/) следует убрать\. Несмотря на то, что в коде пытаются "подсказать" компилятору, что возвращаемый объект следует перемещать, а не копировать, используя функцию _std::move_, компилятор будет обязан сгенерировать более медленный ассемблерный код\. 

Дело в том, что возвращаемый объект – это результат вызова _std::move_, его тип будет _Res &&_\. Тип фактически возвращаемого объекта и тип возвращаемого объекта по сигнатуре функции различны\. Следовательно, компилятор не сможет применить для функции _foo_ NRVO, и мы имеем дело не с оптимизацией, а с пессимизацией\.

Более того, согласно стандарту C\+\+11, если компилятор не сможет применить необязательную оптимизацию, то он должен сначала применить конструктор перемещения и лишь затем конструктор копирования для локальных переменных или формальных параметров функции\.