依靠RVO最終功能

Question

閱讀C ++編程語言 （第4版），在“異常處理”一章中，有一個用於臨時清理代碼的示例幫助：

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);
}

它用得像

auto act1 = finally([&]{ delete p; });

在聲明act1的塊的末尾運行lambda代碼。

由於返回值優化將Final_action<>限制為單個實例，我認為這在Stroustrup測試時Final_action<>了 - 但是RVO不是一個可選的優化嗎？ 如果在從finally返回時復制實例，那么顯然~Final_action()將為兩個副本運行。 換句話說， p被刪除兩次。

這種行為是否被標准中的某些東西阻止了，或者代碼是否足夠簡單以便大多數編譯器對其進行優化？

Answer 1

實際上，這個例子依賴於復制橢圓，這只能保證（在某些環境中）自C ++ 17以來。

話雖如此，copy ellision是在大多數現代C ++ 11 / C ++ 14編譯器中實現的優化。 如果此片段在優化版本上失敗，我會感到驚訝。

但是，如果你想讓它變得無懈可擊，你可以添加一個移動構造函數：

template<typename F>
struct Final_action {
    Final_action(F f): clean{f} {}
    ~Final_action() { if (!moved) clean(); }
    Final_action(Final_action&& o) : clean(std::move(o.clean)) {o.moved = true;}
private:
    F clean;
    bool moved{false};
};

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

不過，我不認為這是必要的。 實際上，即使您不啟用優化，大多數編譯器也會復制橢圓。 gcc ， clang ， icc和MSVC都是這樣的例子。 這是因為標准明確允許復制橢圓。

如果您添加此代碼段：

int main() {
    int i=0;
    {
        auto f = finally([&]{++i;});
    }
    return i;
}

並分析godbolt.org上生成的程序集輸出，你會看到Final_action::~Final_action()通常只被調用一次（在main() ）。 啟用優化，編譯器更積極：檢查從GCC 4.7.1輸出僅-O1啟用：

main:
  mov eax, 1 # since i is incremented only once, the return value is 1.
  ret

Answer 2

這只適用於C ++ 17！ 使用C ++ 11或C ++ 14時，由於刪除了復制構造函數，它會失敗。 從C ++ 17開始，有些情況會強制執行RVO ，因此不需要復制/移動構造函數。

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如果實例被復制[..]

好吧，如何禁止復制？

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

或者從boost::noncopyable派生，如果你已經使用了boost。

關於防止復制的進一步討論

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#include <iostream>

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

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

int main() {
  auto _ = finally([]() { std::cout << "Bye" << std::endl; });
}