C++のコピー省略（Copy Elision）とRVO（戻り値の最適化）とは？仕組みをサンプルコードで解説

コピー省略（Copy Elision）は「コピーの省略」とも呼ばれる、コンパイラが行う最適化技術の一つです。オブジェクトの不要なコピーを回避することで、プログラムの実行効率を向上させます。現在の主要なC++コンパイラのほとんどが、この最適化技術を採用しています。

また、関数の戻り値に対して同様の最適化を適用する仕組みは、RVO（Return Value Optimization：戻り値の最適化）と呼ばれます。

それでは、サンプルコードを使って、コピー省略がどのように動作するのかを見ていきましょう。

サンプルコード

#include <iostream>
using namespace std;
class MyClass {
   public:
   MyClass(const char* str = "\0") { //デフォルトコンストラクタ
      cout << "Constructor called" << endl;
   }
   MyClass(const MyClass &my_cls) { //コピーコンストラクタ
      cout << "Copy constructor called" << endl;
   }
};
main() {
   MyClass ob = "copy class object";
}

実行結果

Constructor called

なぜコピーコンストラクタが呼ばれないのか？

ここで注目すべきは、実行結果に「Copy constructor called」が表示されていない点です。つまり、コピーコンストラクタが呼び出されていません。

通常、オブジェクトを初期化する際には、一時オブジェクト（テンポラリオブジェクト）が生成され、それが実際のオブジェクトへコピーされるという手順が踏まれます。内部的には、次のように動作していると考えることができます。

MyClass ob = "copy class object";

上記のコードは、実際には以下のように解釈されます。

MyClass ob = MyClass("copy class object");

もしコピー省略が行われなければ、一時オブジェクトの生成後にコピーコンストラクタが呼び出され、実行結果には「Copy constructor called」も表示されるはずです。

しかし、C++コンパイラはこのような余分なオーバーヘッドを検出し、一時オブジェクトの生成とコピーの処理を省略して、オブジェクトを直接構築します。これがコピー省略の仕組みです。

補足：C++17以降の保証されたコピー省略

C++17以降では、一時オブジェクトに対するコピー省略は標準規格によって保証されるようになりました（必須のコピー省略）。そのため、コピーコンストラクタやムーブコンストラクタが削除されたクラスであっても、上記のような初期化が可能になっています。