构造函数中的 C++ 通用引用和返回值优化 (rvo)

为什么在具有通用引用参数的构造函数的类中不会发生右值优化？

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();
}

Output:

Ctr
Ctr
Dstr
Ctr
Dstr
Dstr

我认为问题在于实例化

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

就语言而言，不是复制/移动构造函数，因此编译器不能忽略对它们的调用。从 §12.8 [class.copy]/p2-3 开始，添加了强调并省略了示例：

A 非模板构造函数上课X是一个复制构造函数，如果 它的第一个参数的类型X&, const X&, volatile X& or const volatile X&, 要么没有其他参数，要么全部 其他参数有默认参数（8.3.6）。

A 非模板构造函数上课X是一个移动构造函数，如果 它的第一个参数的类型X&&, const X&&, volatile X&&, or const volatile X&&，要么没有其他参数，要么全部 其他参数有默认参数（8.3.6）。

换句话说，作为模板的构造函数永远不能是复制或移动构造函数。

返回值优化是复制省略的一种特殊情况，描述为（§12.8 [class.copy]/p31）：

当满足某些标准时，允许实施省略 类对象的复制/移动构造，即使构造函数 选择用于复制/移动操作和/或析构函数 对象有副作用。

这允许实现省略“复制/移动构造”；使用既不是复制构造函数也不是移动构造函数的东西构造对象不是“复制/移动构造”。

Because C有用户定义的析构函数，不会生成隐式移动构造函数。因此，重载决策将选择模板化构造函数Args推论为C，这比右值的隐式复制构造函数更匹配。但是，编译器无法省略对此构造函数的调用，因为它有副作用，并且既不是复制构造函数也不是移动构造函数。

如果模板化构造函数是

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

那么它不能被实例化Args = C生成一个复制构造函数，因为这会导致无限递归。标准中有一条特殊规则禁止此类构造函数和实例化（§12.8 [class.copy]/p6）：

类的构造函数的声明X如果它是格式错误的 第一个参数的类型（可选 cv 限定）X以及 没有其他参数或者所有其他参数都有 默认参数。成员函数模板永远不会被实例化 产生这样的构造函数签名。

因此，在这种情况下，唯一可行的构造函数将是隐式定义的复制构造函数，并且可以省略对该构造函数的调用。

如果我们改为remove自定义析构函数来自C，并添加另一个类来跟踪C的析构函数被调用：

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;
};

我们只看到一个调用D的析构函数，表明只有一个C对象被构造。这里C的移动构造函数是通过重载决策隐式生成和选择的，您会看到 RVO 再次启动。