Copy Elision & RVO/NRVO

복사 생략(Copy Elision)이란

복사 생략은 컴파일러가 불필요한 복사/이동 생성자 호출을 제거하는 최적화입니다. C++17부터 일부 경우가 선택적 최적화에서 **필수 규칙(mandatory elision)**으로 격상됐습니다.

RVO — 이름 없는 임시 객체 반환

함수가 prvalue(이름 없는 임시 객체)를 반환할 때 발생합니다.

std::string make() {
    return std::string("hello");  // prvalue 반환
}
auto s = make();  // 호출자의 s 메모리에 직접 생성

C++17에서는 이 경우가 보장된 복사 생략입니다. 복사/이동 생성자가 delete되어 있어도 동작합니다.

struct NoCopy {
    NoCopy() = default;
    NoCopy(const NoCopy&) = delete;
    NoCopy(NoCopy&&) = delete;
};

NoCopy make() { return NoCopy{}; }  // C++17 OK
auto x = make();                     // 복사/이동 없이 직접 생성

NRVO — 이름 있는 지역 변수 반환

이름 있는 지역 변수를 반환하는 경우로, C++17에서도 보장되지 않으며 컴파일러 재량입니다.

std::string make(bool flag) {
    std::string result;
    result = flag ? "hello" : "world";
    return result;  // NRVO 적용 가능
}

NRVO가 적용되면 result가 호출자의 메모리 공간에 직접 생성됩니다. 미적용 시 이동 생성자가 호출됩니다.

NRVO가 방해받는 패턴

// 여러 변수를 조건부로 반환 → NRVO 불가
std::string get(int n) {
    std::string a = "hello";
    std::string b = "world";
    if (n > 0) return a;
    return b;
}

// 조건 연산자에서 서로 다른 표현식 반환
std::string get2(int n) {
    std::string r;
    return n > 0 ? r : std::string("default");
}

단일 반환 경로와 단일 지역 변수가 NRVO에 유리합니다.

동작 확인

struct Trace {
    Trace()              { puts("ctor"); }
    Trace(const Trace&)  { puts("copy"); }
    Trace(Trace&&)       { puts("move"); }
    ~Trace()             { puts("dtor"); }
};

Trace make() { return Trace{}; }

int main() {
    auto t = make();
    // RVO 적용 시: "ctor" / "dtor" 만 출력
}

return std::move(x) 안티패턴

// 잘못된 코드 — NRVO를 방해하고 이동만 보장
std::string bad() {
    std::string s = "hello";
    return std::move(s);  // NRVO 차단, 이동 생성자 강제 호출
}

// 올바른 코드
std::string good() {
    std::string s = "hello";
    return s;  // NRVO 기회 제공, 실패 시 암묵적 이동
}

return std::move(s)는 NRVO 최적화를 막습니다. 단순히 return s;로 작성하면 NRVO가 적용되거나, 미적용 시에도 암묵적 이동이 발생합니다.

요약

케이스	C++17 보장	비고
prvalue 반환 (RVO)	✅ 보장	복사/이동 생성자 불필요
이름 있는 변수 반환 (NRVO)	❌ 재량	단일 경로에서 대부분 적용
return std::move(x)	❌ 역효과	NRVO 방해 — 지양