Приветствую на моем канале, посвященному языку программирования C++!

В этом канале я пишу интересные факты, советы, редкие возможности языка, особенности реализации компилятора.

Для каждого поста будут свои хэштеги:
#creepy - стремные правила Стандарта
#compiler - интересные факты про компилятор и его внутренности
#advice - советы из практики, не обязательно связаны напрямую с языком
#madskillz - технические чудеса
#video - YouTube видео про C++
(список хэштегов может пополняться)

#creepy

Alternative operator representations (диграфы)

Когда-то давным-давно на свете существовали странные кодировки, в которых не существовало базовых символов.

Например, кодировка для немецкого языка DIN 66003, бывшая в использовании с 1974 по 1999 годы. Она была создана прямой заменой символов [\]{|}~ на ÄÖÜäöüß, которых нет в ASCII. Получилось очень круто - никому не нужные скобочки заменили на буквы алфавита.

Чтобы юзеры кодировки смогли программировать на C++, была реализована гениальная схема - в языке вместо {, }, [, ], # можно писать соответственно <%, %>, <:, :>, %:, %:%:.

Вместе с заменой && на and, != на not_eq, etc. получился код, который можно скомпилировать и сейчас:

int main(int argc, char* argv<::>) 
<%
    // lambda with reference-capture:
    auto greet = <:bitand:>(const char* name)
    <%
        std::cout << "Hello " << name
                  << " from " << argv<:0:> << '\n';
    %>;
 
    if (argc > 1 and argv<:1:> not_eq nullptr) <%
        greet(argv<:1:>);
    %> else <%
        greet("Anon");
    %>
%>

Также для прикола были сделаны триграфы - можно вместо { писать ??<, вместо [ писать ??(, и так далее.

#compiler

Как в компиляторе реализуют NRVO?
(и почему он не всегда работает)

Для подробной информации о явлении можно прочитать на cppreference.

NRVO (Named Return Value Optimization) - это оптимизация из класса copy elision. Copy elision это отсутствие вызова конструкторов копирования/мува за счёт того, что объект изначально создается в целевом месте.

Оптимизация RVO (Return Value Optimization) выглядит чуть проще:

std::string foo1() {
    return std::string("bar");
}
std::string f = foo1();

Компилятор может понять, что никакой нужды в вызове copy/move нет - надо заранее выделить место на стеке под std::string f и создать строку туда.

Даже если copy/move ctors имеют побочные эффекты, их все равно не вызовут. Эти конструкторы можно объявить = delete, или объявить без определения, или сделать private - это ни на что не повлияет.

Эта оптимизация старая, все компиляторы ее делают, а с C++17 она стала обязательной при определенных условиях.

Оптимизация NRVO сложнее, но она не обязательная (в отличие от RVO) - компилятор может сгенерировать суб-оптимальный код.
Условие здесь похожее - если у нас все return xxx; внутри метода возвращают один и тот же xxx;, то в таком случае тоже не происходит copy/move:

std::string foo2() {
    std::string y = "I'm a redundant string";
    std::string x = "sample text";
    if (x.size() % 2 == 0) {
        return x;
    }
    x += "xxx";
    return x;
}
std::string f = foo2(); // без копирования

Как мы видим, все return возвращают одно и то же, поэтому NRVO сработает. Если бы у нас где-нибудь был return y; или return std::move(x);, то NRVO бы не сработал.

Как вычисление NRVO происходит в компиляторе Clang?

Во время парсинга файла Clang держит стек scope (думаю +- понятно для чего нужны скоупы). Одни scope вложены в другие scope, и образуют дерево из scope.
Свой scope создается для каждого метода, каждого класса, каждого if-выражения, каждого for-loop, и так далее. Самый "высокоуровневый" scope это scope Translation Unit-а.