C ++で「オブジェクトを返す」方法は？

同じような質問がたくさんあるので、タイトルはなじみがあるように聞こえますが、問題の別の側面を求めています（スタックに物を置くこととヒープに置くことの違いを知っています）。

Javaでは、常に「ローカル」オブジェクトへの参照を返すことができます

public Thing calculateThing() {
    Thing thing = new Thing();
    // do calculations and modify thing
    return thing;
}

C ++では、似たようなことをするために2つのオプションがあります

（1）オブジェクトを「返す」必要があるときはいつでも参照を使用できます

void calculateThing(Thing& thing) {
    // do calculations and modify thing
}

次に、このように使用します

Thing thing;
calculateThing(thing);

（2）または、動的に割り当てられたオブジェクトへのポインタを返すことができます

Thing* calculateThing() {
    Thing* thing(new Thing());
    // do calculations and modify thing
    return thing;
}

次に、このように使用します

Thing* thing = calculateThing();
delete thing;

最初の方法を使用すると、メモリを手動で解放する必要はありませんが、コードを読みにくくします。2番目のアプローチの問題は、覚えておかなければならないことです。delete thing;です。コピーした値を返すのは非効率的だと思います（私は思う）ので、ここで質問をします

• 3番目の解決策はありますか（値をコピーする必要はありません）？
• 最初の解決策に固執しても問題はありませんか？
• いつ、なぜ第2のソリューションを使用する必要がありますか？

効率が悪いので、コピーした値を返したくない

証明する。

RVOとNRVO、およびC ++ 0xの移動セマンティクスを調べます。ほとんどの場合、C ++ 03では、出力パラメーターはコードを醜くするための良い方法であり、C ++ 0xでは実際には出力パラメーターを使用することで自分自身を傷つけます。

きれいなコードを書いて、値で返すだけです。パフォーマンスに問題がある場合は、それをプロファイリング（推測を停止）し、修正するために何ができるかを見つけます。関数からは何も返さないでしょう。

そうは言っても、そのように書くことに夢中になっているなら、おそらくoutパラメータを実行したいと思うでしょう。安全で一般的に高速な動的メモリ割り当てを回避します。関数を呼び出す前にオブジェクトを構築する何らかの方法が必要ですが、すべてのオブジェクトに対して常に意味があるとは限りません。

動的割り当てを使用する場合は、スマートポインタに配置するだけで済みます。（とにかくこれは常に行う必要があります）次に、何も削除したり、例外が安全であったりするなどの心配はありません。唯一の問題は、とにかく値で返すよりも遅いことです！

オブジェクトを作成して返すだけです

Thing calculateThing() {
    Thing thing;
    // do calculations and modify thing
     return thing;
}

最適化を忘れて、読み取り可能なコードを書くだけなら、自分で有利になると思います（後でプロファイラーを実行する必要がありますが、事前に最適化しないでください）。

次のようなオブジェクトを返すだけです：

Thing calculateThing() 
{
   Thing thing();
   // do calculations and modify thing
   return thing;
}

これにより、Thingsのコピーコンストラクターが呼び出されるため、独自の実装を行うことができます。このような：

Thing(const Thing& aThing) {}

これは少し遅くなるかもしれませんが、まったく問題にならないかもしれません。

更新

コンパイラーはおそらくコピー・コンストラクターへの呼び出しを最適化するため、余分なオーバーヘッドはありません。（dreamlaxがコメントで指摘したように）。

auto_ptrのようなスマートポインターを使用しようとしましたか（Thingが本当に大きくて重いオブジェクトの場合）：

std::auto_ptr<Thing> calculateThing()
{
  std::auto_ptr<Thing> thing(new Thing);
  // .. some calculations
  return thing;
}


// ...
{
  std::auto_ptr<Thing> thing = calculateThing();
  // working with thing

  // auto_ptr frees thing 
}

コピーコンストラクターが呼び出されているかどうかを確認する簡単な方法の1つは、クラスのコピーコンストラクターにログを追加することです。

MyClass::MyClass(const MyClass &other)
{
    std::cout << "Copy constructor was called" << std::endl;
}

MyClass someFunction()
{
    MyClass dummy;
    return dummy;
}

電話someFunction; 取得される「コピーコンストラクターが呼び出されました」行の数は0、1、2の間で変化します。何も取得されない場合、コンパイラーは戻り値を最適化しています（これは許可されています）。あなたは0を得ることはありません取得し、あなたのコピーコンストラクタは、途方もなく高価である場合は、その後、あなたの関数からインスタンスを返すために別の方法を検索します。

まず、あなたが持っている意味、コードのエラーを持っているThing *thing(new Thing());、とだけreturn thing;。

• を使用しshared_ptr<Thing>ます。ポインタだったので、それを参照してください。最後に参照したときに削除されますThing含まが範囲外。
• 最初のソリューションは、単純なライブラリでは非常に一般的です。ある程度のパフォーマンスと構文上のオーバーヘッドがありますが、可能であれば避けてください
• 2番目のソリューションは、例外がスローされないことが保証できる場合、またはパフォーマンスが非常に重要な場合にのみ使用してください（これが適切になる前に、Cまたはアセンブリとのインターフェイスを確立します）。

C ++のエキスパートがより良い答えをもたらすと確信していますが、個人的には2番目のアプローチが好きです。スマートポインタを使用すると、忘れるという問題に役立ちdeleteます。言うまでもなく、事前にオブジェクトを作成する必要がある（そして、ヒープに割り当てる場合は削除する必要がある）よりも見た目がきれいです。