構造函數中的C ++通用引用和返回值優化（rvo）

Question

為什么在帶有通用引用參數的構造函數的類中不會出現右值優化？

http://coliru.stacked-crooked.com/a/672f10c129fe29a0

#include <iostream>

 template<class ...ArgsIn>
struct C {

  template<class ...Args>
  C(Args&& ... args) {std::cout << "Ctr\n";}        // rvo occurs without &&

  ~C(){std::cout << "Dstr\n";}
};

template<class ...Args> 
auto f(Args ... args) {
    int i = 1;
  return C<>(i, i, i);
}

int main() {
  auto obj = f();
}

輸出：

Ctr
Ctr
Dstr
Ctr
Dstr
Dstr

Answer 1

我認為問題在於實例化

template<class ...Args>
C(Args&& ... args) {std::cout << "Ctr\n";}  

就語言而言，不是復制/移動構造函數，因此編譯器不能忽略對它們的調用。 從§12.8[class.copy] / p2-3開始，增加了重點並省略了示例：

如果X類的第一個參數是X& ， const X& ， volatile X&或const volatile X& ，並且沒有其他參數或者所有其他參數都有默認參數，則類X 非模板構造函數是一個復制構造函數（8.3.6） ）。

如果X類的第一個參數的類型為X&& ， const X&& ， volatile X&&或const volatile X&& ，並且沒有其他參數，或者所有其他參數都有默認參數（8.3），則const X&&類的非模板構造函數是一個移動構造const X&& 。 6）。

換句話說，作為模板的構造函數永遠不能是復制或移動構造函數。

返回值優化是copy elision的一個特例，描述為（§12.8[class.copy] / p31）：

當滿足某些條件時，允許實現省略類對象的復制/移動構造，即使為復制/移動操作選擇的構造函數和/或對象的析構函數具有副作用。

這允許實現省略“復制/移動構造”; 使用既不是復制構造函數也不是移動構造函數的東西構造對象不是“復制/移動構造”。

因為C具有用戶定義的析構函數，所以不會生成隱式移動構造函數。 因此，重載決策將選擇模板化的構造函數，其中Args推導為C ，這比rvalues的隱式復制構造函數更好。 但是，編譯器不能忽略對此構造函數的調用，因為它具有副作用，既不是復制構造函數也不是移動構造函數。

如果是模板化的構造函數

template<class ...Args>
C(Args ... args) {std::cout << "Ctr\n";} 

然后它不能用Args = C實例化以生成復制構造函數，因為這將導致無限遞歸。 標准中有一條特殊規則禁止此類構造函數和實例化（§12.8[class.copy] / p6）：

如果類X的構造函數的第一個參數是類型（可選地是cv-qualified） X並且沒有其他參數或者所有其他參數都具有默認參數，那么它的構造函數的聲明是錯誤的。 從不實例化成員函數模板以生成此類構造函數簽名。

因此，在這種情況下，唯一可行的構造函數將是隱式定義的復制構造函數，並且可以省略對該構造函數的調用。

如果我們改為從C 刪除自定義析構函數，並添加另一個類來跟蹤何時調用C的析構函數：

struct D {
    ~D() { std::cout << "D's Dstr\n"; }
};

template<class ...ArgsIn>
struct C {
  template<class ...Args>
  C(Args&& ... args) {std::cout << "Ctr\n";}
  D d;
};

我們只看到對D的析構函數的一次調用，表明只構造了一個C對象。 這里C的移動構造函數是通過重載解析隱式生成和選擇的，並且您再次看到RVO啟動。