C ++の偽のコピー操作を見つける方法は？

最近、私は次のことをしました

struct data {
  std::vector<int> V;
};

data get_vector(int n)
{
  std::vector<int> V(n,0);
  return {V};
}

このコードの問題は、構造体が作成されるときにコピーが発生し、解決策は代わりにreturn {std :: move（V）}を書き込むことです。

このような偽のコピー操作を検出するリンターまたはコードアナライザーはありますか？cppcheck、cpplint、clang-tidyのいずれも実行できません。

編集：私の質問を明確にするためのいくつかのポイント：

1. コンパイラエクスプローラを使用したためにコピー操作が発生し、memcpyへの呼び出しが表示されることがわかっています。
2. コピー操作が発生したことは、標準のyesを確認することで確認できました。しかし、私の最初の間違った考えは、コンパイラーがこのコピーを最適化するというものでした。私は間違っていた。
3. clangとgccの両方がmemcpyを生成するコードを生成するため、これは（おそらく）コンパイラーの問題ではありません。
4. memcpyは安いかもしれませんが、メモリをコピーしてオリジナルを削除する方がstd :: moveでポインタを渡すよりも安い状況は想像できません。
5. std :: moveの追加は基本的な操作です。コードアナライザーがこの修正を提案できると思います。

あなたは正しい観察をしていると思いますが、間違った解釈をしています！

この場合、すべての通常の賢いコンパイラーは（N）RVOを使用するため、値が返されてもコピーは行われません。C ++ 17以降、これは必須であるため、関数からローカルで生成されたベクトルを返すことによってコピーを表示することはできません。

OK、少し遊んでみstd::vectorましょう。建設中に何が起こるか、または段階的にそれを埋めていきましょう。

まず、すべてのコピーまたは移動を次のように見えるようにするデータ型を生成します。

template <typename DATA >
struct VisibleCopy
{
    private:
        DATA data;

    public:
        VisibleCopy( const DATA& data_ ): data{ data_ }
        {
            std::cout << "Construct " << data << std::endl;
        }

        VisibleCopy( const VisibleCopy& other ): data{ other.data }
        {
            std::cout << "Copy " << data << std::endl;
        }

        VisibleCopy( VisibleCopy&& other ) noexcept : data{ std::move(other.data) }
        {
            std::cout << "Move " << data << std::endl;
        }

        VisibleCopy& operator=( const VisibleCopy& other )
        {
            data = other.data;
            std::cout << "copy assign " << data << std::endl;
        }

        VisibleCopy& operator=( VisibleCopy&& other ) noexcept
        {
            data = std::move( other.data );
            std::cout << "move assign " << data << std::endl;
        }

        DATA Get() const { return data; }

};

そして、いくつかの実験を始めましょう：

using T = std::vector< VisibleCopy<int> >;

T Get1() 
{   
    std::cout << "Start init" << std::endl;
    std::vector< VisibleCopy<int> > vec{ 1,2,3,4 };
    std::cout << "End init" << std::endl;
    return vec;
}   

T Get2()
{   
    std::cout << "Start init" << std::endl;
    std::vector< VisibleCopy<int> > vec(4,0);
    std::cout << "End init" << std::endl;
    return vec;
}

T Get3()
{
    std::cout << "Start init" << std::endl;
    std::vector< VisibleCopy<int> > vec;
    vec.emplace_back(1);
    vec.emplace_back(2);
    vec.emplace_back(3);
    vec.emplace_back(4);
    std::cout << "End init" << std::endl;

    return vec;
}

T Get4()
{
    std::cout << "Start init" << std::endl;
    std::vector< VisibleCopy<int> > vec;
    vec.reserve(4);
    vec.emplace_back(1);
    vec.emplace_back(2);
    vec.emplace_back(3);
    vec.emplace_back(4);
    std::cout << "End init" << std::endl;

    return vec;
}

int main()
{
    auto vec1 = Get1();
    auto vec2 = Get2();
    auto vec3 = Get3();
    auto vec4 = Get4();

    // All data as expected? Lets check:
    for ( auto& el: vec1 ) { std::cout << el.Get() << std::endl; }
    for ( auto& el: vec2 ) { std::cout << el.Get() << std::endl; }
    for ( auto& el: vec3 ) { std::cout << el.Get() << std::endl; }
    for ( auto& el: vec4 ) { std::cout << el.Get() << std::endl; }
}

何を観察できるか：

例1）イニシャライザリストからベクトルを作成し、4回の構成と4回の移動が見込まれることを期待します。しかし、4つのコピーを取得します！少し不思議に聞こえますが、その理由は初期化リストの実装です！リストからのイテレータはaでconst T*あるため、リストから要素を移動することができないため、リストから移動することはできません。このトピックに関する詳細な回答は、こちらにあります：initializer_listおよびmove semantics

例2）この場合、最初の構成と値の4つのコピーを取得します。それは特別なことではなく、私たちが期待できることです。

例3）ここでも、予想どおり建設と移動が行われます。私のstl実装では、ベクトルは毎回2倍に増加します。したがって、最初の構成と別の構成がわかります。ベクトルのサイズが1から2に変更されているため、最初の要素の動きがわかります。3つの要素を追加する際、最初の2つの要素の移動が必要な2から4へのサイズ変更を確認します。すべてが期待通りです！

例4）スペースを予約し、後で埋めます。これで、コピーも移動もなくなりました！

すべての場合において、ベクターを呼び出し元に戻すことによる移動やコピーはまったく見られません！（N）RVOが実行中であり、このステップでこれ以上のアクションは必要ありません。

あなたの質問に戻ります：

「C ++の疑似コピー操作を見つける方法」

上記のように、デバッグの目的でプロキシクラスを導入できます。

コピートラクターをプライベートにしても、必要なコピーと非表示のコピーが存在する可能性があるため、多くの場合機能しない可能性があります。上記のように、例4のコードのみがプライベートコピートラクターで動作します。そして、例4が最速の問題である場合、私たちは平和を平和で満たすため、質問に答えることはできません。

ここでは、「不要な」コピーを見つけるための一般的な解決策を提供できません。の呼び出しのためにコードを掘ったmemcpyとしてもmemcpy、最適化されてすべてを見つけることはできず、ライブラリmemcpy関数を呼び出さずにジョブを実行しているアセンブラー命令がいくつか直接表示されます。

私のヒントは、そのような小さな問題に焦点を当てることではありません。実際のパフォーマンスの問題がある場合は、プロファイラーを使用して測定します。潜在的なパフォーマンスキラーが非常に多いため、偽のmemcpy使用に多くの時間を費やすことは、それほど価値のあるアイデアではないようです。

コンパイラエクスプローラを使用してmemcpyへの呼び出しを表示したため、コピー操作が発生したことがわかっています。

完全なアプリケーションをコンパイラエクスプローラーに入れましたか？最適化を有効にしましたか？そうでない場合は、コンパイラエクスプローラで表示されたものが、アプリケーションで何が起こっているのかではない可能性があります。

投稿したコードの1つの問題は、最初にを作成しstd::vector、それをのインスタンスにコピーすることですdata。ベクトルで初期化 dataする方が良いでしょう：

data get_vector(int n)
{
  return {std::vector<int> V(n,0)};
}

また、コンパイラエクスプローラにdataand の定義のみを与えるだけでget_vector()、それ以上のものは期待できません。実際にを使用する ソースコードを提供する場合はget_vector()、そのソースコードに対して生成されるアセンブリを確認します。上記の変更と実際の使用法およびコンパイラーの最適化によってコンパイラーが生成する可能性があるものについては、この例を参照してください。