C++11中返回std::map/std::vector值为何比传引用参数耗时更长？

• 测试逻辑完全不等价，这是耗时差异的核心原因
  针对vector的两组测试：

  funcVec1的测试逻辑为每次循环都创建全新的vector实例，插入10个元素后销毁，10万次循环需要执行10万次vector构造、内存分配、元素插入、析构的完整流程。
  funcVec2的测试逻辑为仅在循环外创建1次vector，后续每次循环都往同一个vector追加元素，随着vector容量逐步扩容到足够大，后续push_back操作几乎不会触发内存分配，完全没有vector构造、析构的开销，两组测试没有可比性。
  针对map的两组测试：
  funcMap1的测试逻辑为每次循环创建全新的map实例，插入10个键值对后销毁，需要执行10万次红黑树节点分配、插入、销毁操作。
  funcMap2的测试逻辑为仅在循环外创建1次map，第一次循环已经把0-9的键全部插入完成，后续99999次循环执行tmpMap[i] = i本质是对已有键的值覆盖，完全不需要新分配红黑树节点，耗时自然极低。

• 编译器优化未开启会放大差异
  C++11标准下返回局部非拷贝可移动对象时，默认会调用移动构造函数，大部分编译器还会触发NRVO（命名返回值优化）直接消除移动开销，理论上和引用传参性能一致。但如果编译时未开启优化（如GCC默认O0级别），不会触发NRVO优化，会多一次移动构造的开销，不过移动vector、map都是O(1)操作，差异不会像你测试结果那样夸张。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <chrono>
using namespace std;
vector<int> funcVec1() {
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        vec.push_back(i);
    }
    return vec;
}

void funcVec2(vector<int>& vec) {
    vec.clear(); // 每次调用前清空，保证逻辑和funcVec1一致
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        vec.push_back(i);
    }
    return;
}

map<int, int> funcMap1() {
    map<int, int> tmpMap;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        tmpMap[i] = i;
    }
    return tmpMap;
}

void funcMap2(map<int, int>& tmpMap) {
    tmpMap.clear(); // 每次调用前清空，保证逻辑和funcMap1一致
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        tmpMap[i] = i;
    }
}

int main()
{
    using namespace std::chrono;
    system_clock::time_point t1 = system_clock::now();
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        vector<int> vec1 = funcVec1();
    }
    auto t2 = std::chrono::system_clock::now();
    cout << "return vec takes " << (t2 - t1).count() << " tick count" << endl;
    cout << duration_cast<milliseconds>(t2 - t1).count() << " milliseconds" << endl;
    cout << " --------------------------------" << endl;
    vector<int> vec2;
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        funcVec2(vec2);
    }
    auto t3 = system_clock::now();
    cout << "reference vec takes " << (t3 - t2).count() << " tick count" << endl;
    cout << duration_cast<milliseconds>(t3 - t2).count() << " milliseconds" << endl;
    cout << " --------------------------------" << endl;
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        map<int, int> tmpMap1 = funcMap1();
    }
    auto t4 = system_clock::now();
    cout << "return map takes " << (t4 - t3).count() << " tick count" << endl;
    cout << duration_cast<milliseconds>(t4 - t3).count() << " milliseconds" << endl;
    cout << " --------------------------------" << endl;
    map<int, int> tmpMap2;
    for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
        funcMap2(tmpMap2);
    }
    auto t5 = system_clock::now();
    cout << "reference map takes " << (t5 - t4).count() << " tick count" << endl;
    cout << duration_cast<milliseconds>(t5 - t4).count() << " milliseconds" << endl;
    cout << " --------------------------------" << endl;
    return 0;
}

使用修正后的代码开启O2优化编译运行，两种写法的耗时差距会非常小，完全可以忽略。返回值写法代码可读性更高，不需要外部提前定义变量，日常开发更推荐使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者f1msch