析构函数如何从C ++中的函数返回临时对象？

Question

这是来自Stroustrup的“C ++编程语言”的代码，它实现了一个我无法理解的析构函数被调用的finally 。

template<typename F> struct Final_action
{
  Final_action(F f): clean{f} {}
  ~Final_action() { clean(); }
  F clean;
}

template<class F> 
Final_action<F> finally(F f)
{
  return Final_action<F>(f);
}

void test(){
  int* p=new int{7};
  auto act1 = finally( [&]{delete p;cout<<"Goodbye,cruel world\n";} );
}

我有两个问题：

1. 根据作者的说法， delete p只被调用一次：当act1超出范围时。 但是从我的理解：首先， act1将用复制构造函数初始化，然后函数中的临时对象Final_action<F>(f) finally被破坏，第一次调用delete p ，然后在第二次调用delete p当act1超出范围时的函数test 。 我哪里弄错了？

2. 为什么需要finally函数？ 我不能只定义Final_action act1([&]{delete p;cout<<"Goodbye,cruel world\\n"}) ？ 那是一样的吗？

此外，如果有人能想到更好的标题，请修改当前的标题。

更新：在进一步思考之后，我现在确信析构函数可能会被调用三次。 另外一个用于调用函数void test()的临时对象自动生成，用作act1的复制构造函数的act1 。 这可以使用g ++中的-fno-elide-constructors选项进行验证。 对于那些和我有同样问题的人，请参阅Bill Lynch的答案中指出的复制省略以及返回值优化 。

Answer 1

你是对的，这段代码坏了。 它仅在应用返回值优化时才能正常工作。 这一行：

auto act1 = finally([&]{delete p;cout<<"Goodbye,cruel world\n"})

可能会也可能不会调用复制构造函数。 如果是，那么你将有两个类型为Final_action对象，因此你将调用该lambda两次。

Answer 2

最简单的解决方法是

template<typename F> 
struct Final_action
{
  Final_action(F f): clean{std::move(f)} {}
  Final_action(const Final_action&) = delete;
  void operator=(const Final_action&) = delete;
  ~Final_action() { clean(); }
  F clean;
};

template<class F> 
Final_action<F> finally(F f)
{
  return { std::move(f) };
}

并用作

auto&& act1 = finally( [&]{delete p;cout<<"Goodbye,cruel world\n";} );

使用copy-list-initialization和生命周期扩展转发引用可以避免对Final_action对象进行任何复制/移动。 复制列表初始化构建临时Final_action直接返回值，并返回临时finally有其生命周期通过结合扩展act1 -也没有任何复制或移动。

Answer 3

代码坏了。 SimonKraemer提到的修改后的代码也被破坏了 - 它没有编译（ finally的return语句是非法的，因为Final_action既不可复制也不可移动）。 使用生成的移动构造函数使Final_action只移动也不起作用，因为F保证有一个移动构造函数（如果它没有，那么Final_action生成的移动构造函数将默默使用F的复制构造函数作为后备），移动后F也不保证是无操作。 实际上，示例中的lambda 不会变成no-op。

有一个相对简单和便携的解决方案：

添加标志bool valid = true; 到Final_action并覆盖移动c'tor并移动赋值以清除源对象中的标志。 仅在valid调用clean() 。 这可以防止生成复制c'tor和复制分配，因此不需要显式删除它们。 （加分点：将标志放入可重复使用的仅移动包装器中，这样您就不必实现移动控制并移动Final_action赋值。在这种情况下，您也不需要显式删除。）

或者，删除Final_action的模板参数并将其更改为使用std::function<void()> 。 在调用clean之前检查clean是否为空。 添加move c'tor并移动将原始std::function为nullptr赋值。 （是的，这是必要的可移植。移动std::function并不能保证源是空的。）优点：类型擦除的常见好处，例如能够将示波器防护装置返回到外部堆栈框架中没有暴露F 缺点：可能会增加大量的运行时间开销。

在我目前的工作项目中，我基本上ScopeGuard<F>两种方法与ScopeGuard<F>和使用类型擦除功能对象的AnyScopeGuard相结合。 前者使用boost::optional<F> ，可以转换为后者。 作为允许范围保护为空的额外好处，我也可以明确地dismiss()它们。 这允许使用范围保护设置事务的回滚部分，然后在提交时解除它（使用非抛出代码）。

更新：Stroustrup的新示例甚至不编译。 我错过了明确删除副本c'tor也禁用移动c'tor的生成。