[C/C++]函式如何返回struct或class物件
本文寫於我對C++尚不是很瞭解的時期，所以文中存在很多漏洞。為了避免浪費你的時間，請繞道！
所有的C、C++教科書都警告我們：不要通過函式來返回struct或 class物件，否則會造成記憶體複製以及複製建構函式的呼叫，降低效能。相信這句話已經成為了一個常識，大家都能牢記於心。然而，有時候我們不得不違反這個警告，例如，通過函式獲取一個std::string物件（以個人的經驗而言，這種情況是很常見的，我經常要通過函式建立一個新的物件）。不知道從什麼時候起，當我面對這種情況的時候會通過引用來獲取這個物件，像這樣：
| 1 2 |
std::string
GetString();std::string&
str = GetString();
|
這樣子給我的感覺會好一點，讓我覺得物件的複製次數少了。然而這只是一種憑空猜想，沒有經過任何證實。為了弄清楚這樣做究竟會不會帶來效能的提升，我決定研究一下函式是如何返回struct或class物件的。最好的研究途徑當然是反彙編編譯器生成的機器碼了。
我的實驗環境是Visual Studio 2010，所有程式碼都是Debug版本的，因為這樣生成的機器碼是最原始的，沒有經過任何優化，可以顯示出真實的情況。而Release版本的機器碼經過了優化，已經是“面目全非”，所以本文不考慮該版本。另外，對於struct來說，Visual Studio 2010 的C編譯器和C++編譯器生成的程式碼是一樣的，所以本文所有程式碼都通過C++編譯器來編譯。注意，使用不同的編譯器可能會有不同的結果！
如何返回struct物件
首先來看一下函式如何返回struct物件。分兩種情況：第一種情況是struct的大小是1位元組、2位元組或4個位元組，可以放到al、ax或eax暫存器中；第二種情況是struct的大小不是上面提到的三個值，不能放到暫存器中（包括3個位元組的）。要注意，這裡所說的“大小”是指在記憶體中經過對齊後的大小，而不是定義的大小。如果沒有特別說明，下文提到的大小也是指經過對齊後的大小。
第一種情況：struct可以放到暫存器中
下面是第一種情況的典型例子，struct的大小是4個位元組：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
struct S
{
int Value;
};
S
GetS(int value)
{
S
s;
s.Value
= value;
return s;
}
int wmain()
{
S
s = GetS(10);
}
|
下面是GetS函式的部分彙編程式碼：
| 1 2 3 4 5 6 |
;s.Value
= value;
mov
eax,dword ptr [value]
mov
dword ptr [s],eax
;return
s;
mov
eax,dword ptr [s]
|
可以看到，s是直接通過eax來返回的，因為它的大小恰好可以放進eax暫存器中。
下面是S s = GetS(10);的彙編程式碼：
| 1 2 3 4 5 6 |
push
0Ah ;引數10入棧
call
GetS (8D1019h) ;呼叫GetS函式
add
esp,4 ;釋放參數空間
mov
dword ptr [ebp-0D4h],eax ;將返回值儲存到臨時空間
mov
eax,dword ptr [ebp-0D4h] ;從臨時空間裡取出返回值
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