Optimisation de copie en C++

L’omission de copie, également connue sous le nom de « copy elision » en anglais, est un concept important en C++. Il fait référence à une optimisation effectuée par le compilateur lors de la construction d’objets. Cette optimisation consiste à éviter la copie inutile d’objets lorsqu’ils sont retournés par valeur à partir d’une fonction ou lorsqu’ils sont passés en tant qu’arguments à une fonction.

En C++, lorsqu’une fonction retourne un objet par valeur, une copie de cet objet est généralement créée. De même, lorsque vous passez un objet à une fonction en tant qu’argument, une copie de cet objet est souvent effectuée. Cependant, cette copie peut être évitée grâce à l’omission de copie.

L’omission de copie peut se produire dans différentes situations. L’une des situations les plus courantes est lorsqu’un objet est retourné par valeur à partir d’une fonction et que cet objet est immédiatement assigné à une autre variable. Plutôt que de créer une copie de l’objet retourné, le compilateur peut décider de construire directement l’objet dans l’emplacement mémoire de la variable cible, évitant ainsi une copie inutile.

Par exemple, considérez la fonction suivante qui retourne un objet par valeur :

cppCopy code
#include 
#include 

// Une classe simple
class Exemple {
public:
    Exemple() { std::cout << "Constructeur par défaut appelé" << std::endl; }
    Exemple(const Exemple& autre) { std::cout << "Constructeur de copie appelé" << std::endl; }
};

// Fonction qui retourne un objet par valeur
Exemple fonction() {
    return Exemple();
}

int main() {
    Exemple objet = fonction();
    return 0;
}

Dans cet exemple, si l’omission de copie est activée, le compilateur peut décider de construire directement l’objet objet dans l’emplacement mémoire de retour de la fonction fonction(), évitant ainsi d’appeler le constructeur de copie de la classe Exemple.

Il est important de noter que l’omission de copie n’est pas obligatoire. Le compilateur peut choisir de ne pas l’appliquer dans certaines situations, en fonction de divers facteurs tels que la complexité de l’objet, les optimisations activées et les paramètres de compilation. De plus, l’omission de copie est spécifiée par le standard C++, mais elle peut varier légèrement entre les différents compilateurs.

En général, l’omission de copie est une optimisation bienvenue qui peut améliorer les performances de votre code en évitant les copies inutiles d’objets. Cependant, il est important de ne pas compter sur cette optimisation dans votre logique de programmation, car elle peut ne pas être toujours applicable. Au lieu de cela, concentrez-vous sur la conception de votre code de manière à minimiser les copies d’objets lorsque cela est possible et logiquement justifié.

Bien sûr, plongeons un peu plus dans le sujet de l’omission de copie en C++.

L’omission de copie est spécifiée par le standard C++ et fait partie des optimisations que les compilateurs sont autorisés à effectuer pour améliorer les performances du code généré. Cette optimisation est décrite dans la norme C++ dans la section 12.8 du C++11 et dans la section 15.8 du C++17.

Une autre situation où l’omission de copie peut se produire est lors de l’initialisation d’un objet avec une expression. Plutôt que de créer une copie temporaire de cette expression et de l’affecter à l’objet, le compilateur peut décider de construire directement l’objet à partir de l’expression, en évitant ainsi une copie inutile.

Voici un exemple illustrant cette situation :

cppCopy code
#include 
#include 

class Exemple {
public:
    Exemple() { std::cout << "Constructeur par défaut appelé" << std::endl; }
    Exemple(const Exemple& autre) { std::cout << "Constructeur de copie appelé" << std::endl; }
    Exemple(const std::string& message) { std::cout << "Constructeur avec chaîne de caractères appelé : " << message << std::endl; }
};

int main() {
    std::string message = "Bonjour";
    Exemple objet = message;
    return 0;
}

Dans cet exemple, la chaîne de caractères message est utilisée pour initialiser l’objet objet de la classe Exemple. Plutôt que de créer une copie temporaire de message et de l’affecter à objet, le compilateur peut décider de construire directement objet à partir de message, évitant ainsi une copie inutile.

L’omission de copie peut également se produire lors du retour d’objets temporaires à partir de fonctions. Dans certains cas, le compilateur peut décider de ne pas créer de copie temporaire de l’objet retourné, mais plutôt de le construire directement dans l’emplacement mémoire du résultat de la fonction appelante.

cppCopy code
#include 
#include 

class Exemple {
public:
    Exemple() { std::cout << "Constructeur par défaut appelé" << std::endl; }
    Exemple(const Exemple& autre) { std::cout << "Constructeur de copie appelé" << std::endl; }
};

Exemple fonction() {
    return Exemple();
}

int main() {
    Exemple objet = fonction();
    return 0;
}

Dans cet exemple, la fonction fonction retourne un objet temporaire de la classe Exemple. Plutôt que de créer une copie temporaire de cet objet pour l’assigner à objet dans la fonction main, le compilateur peut décider de construire directement objet dans l’emplacement mémoire de retour de fonction, évitant ainsi une copie inutile.

En résumé, l’omission de copie en C++ est une optimisation importante qui peut améliorer les performances de votre code en évitant les copies inutiles d’objets. Elle peut se produire dans différentes situations, telles que le retour d’objets à partir de fonctions, l’initialisation d’objets avec des expressions et le passage d’objets en tant qu’arguments de fonction. Bien que cette optimisation soit spécifiée par le standard C++, sa mise en œuvre exacte peut varier entre les compilateurs et dépendre de divers facteurs tels que la complexité de l’objet, les optimisations activées et les paramètres de compilation.