Không trả về một đối tượng tạm thời tạo một đối tượng tạm thời trong C++?

Question

Xét đoạn mã sau trong C++:

struct A {A(int);}; 
A foo() {return static_cast<A>(0);} 
A x = foo(); 

Đây static_cast<A>(0) tạo ra một đối tượng tạm thời bởi các tiêu chuẩn [5.2.9-4], mà là một prvalue. Các tiêu chuẩn [12,2-1] nói

temporaries của kiểu lớp được tạo ra trong những bối cảnh khác nhau: ràng buộc một tham chiếu đến một prvalue (8.5.3), trả lại một prvalue (6.6.3), một chuyển đổi tạo ra một giá trị (4.1, 5.2.9, 5.2.11, 5.4), ném một ngoại lệ (15.1), nhập một trình xử lý (15.3), và trong một số lần khởi tạo (8.5).

Vì vậy, câu lệnh trả về sẽ tạo lại đối tượng tạm thời?

Nhân tiện, bất cứ ai có thể vui lòng cho tôi biết liệu tiêu chuẩn đảm bảo chuyển đổi loại tiềm ẩn sẽ tạo ra một đối tượng tạm thời không?

Answer 1

(§4/6) đề cập rằng

Hiệu quả của bất kỳ chuyển đổi ngầm định nào cũng giống như thực hiện khai báo và khởi tạo tương ứng và sau đó sử dụng biến tạm thời là kết quả của chuyển đổi.

Vì vậy, có, trừ khi được tối ưu hóa, tạm thời nên được tạo, nhưng tôi chắc chắn tất cả trình biên dịch hiện đại sẽ thực hiện một bản sao trong trường hợp của bạn. Tối ưu hóa cụ thể này được gọi là return value optimization (RVO). Bạn easilly có thể kiểm tra nó bằng cách có nhà xây dựng với tác dụng phụ:

struct A { 
    A(int){ 
     std::cout << "ctor"; 
    } 
    A(const A & other) 
    { 
     std::cout << "copy ctor"; 
    } 
    A(A&&other) 
    { 
     std::cout << "move ctor"; 
    } 
}; 

Answer 2

Kết quả thực tế trong trường hợp cụ thể này sẽ phụ thuộc vào một trình biên dịch và mức tối ưu cụ thể. Trong thực tế, một trình biên dịch hiện đại, phong nha với một mức tối ưu hóa tốt hoàn toàn có thể loại bỏ bất kỳ đối tượng tạm thời nào. Xem xét việc này:

#include <iostream> 

using namespace std; 

struct A { 
    A(int) { cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl; } 
    ~A() { cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl; } 
}; 

inline 
A foo() { 
    return static_cast<A>(0); 
}; 


int main(void) { 
    A a = foo(); 
    cout << "hello world!" << endl; 
} 

gcc-5.1.1 với -O4 xây dựng một thực thi mà kết quả đầu ra theo nghĩa đen này:

A::A(int) 
hello world! 
A::~A() 

Answer 3

Đối tượng tạm thời sẽ (rất có thể) được tối ưu hóa đi qua Return-Value-Optimization (RVO).

Ví dụ:

#include <iostream> 
struct A 
{ 
    A(int) 
    { 
     std::cout<< "A" << std::endl; 
    } 
    A(const A&) 
    { 
     std::cout << "A&" << std::endl; 
    } 
    A(A&&) 
    { 
     std::cout << "A&&" << std::endl; 
    } 
}; 
A foo() {return static_cast<A>(0);} 

int main() 
{ 
    A x = foo(); 
    return 0; 
} 

đầu ra: live example

A 

đầu ra với RVO khuyết tật: live example

A 
A&& 
A&& 

Answer 4

Câu trả lời ngắn: Không có sẽ chỉ có một sự sáng tạo của A trong mã của bạn.

Để đạt được điều này, trình biên dịch sử dụng (Named) Return value optimization để loại bỏ việc tạo/sao chép đối tượng không cần thiết khi trả về. Trường hợp tổng quát hơn, Copy elision, loại bỏ việc sao chép các đối tượng không cần thiết, sẽ được sử dụng trong nhiều trường hợp liên quan.

Bạn có thể chơi với tùy chọn GCC-fno-elide-constructors để xem sự khác biệt.