使用 -fno-elide-constructors 编译时连续调用移动构造函数

Question

在以下代码中（使用 -std=c++14 -Wall -fno-elide-constructors 在 gcc 9.2 上构建）：


struct Noisy {
    Noisy() { std::cout << "Default construct [" << (void*)this << "]\n"; }
    Noisy(const Noisy&) { std::cout << "Copy construct [" << (void*)this << "]\n"; }
    Noisy(Noisy&&) { std::cout << "Move construct [" << (void*)this << "]\n"; }
    Noisy& operator=(const Noisy&) { std::cout << "Copy assignment" << std::endl; return *this; }
    Noisy& operator=(Noisy&&) { std::cout << "Move assignment" << std::endl; return *this; }
    ~Noisy() { std::cout << "Destructor [" << (void*)this << "]\n"; }
};

Noisy f() {
    Noisy x;
    return x;
}

Noisy g(Noisy y) {
    return y;
}
int main(void) {
    Noisy a;
    std::cout << "--- f() ---\n";
    Noisy b = f();
    std::cout << "b [" << (void*)&b << "]\n";
    std::cout << "--- g(a) ---\n";
    Noisy c = g(a);
    std::cout << "c [" << (void*)&c << "]\n";
    std::cout << "---\n";
    return 0;
}

产生这个结果：

Default construct [0x7ffc4445737a]
--- f() ---
Default construct [0x7ffc4445735f]
Move construct [0x7ffc4445737c]
Destructor [0x7ffc4445735f]
Move construct [0x7ffc4445737b]
Destructor [0x7ffc4445737c]
b [0x7ffc4445737b]
--- g(a) ---
Copy construct [0x7ffc4445737e]
Move construct [0x7ffc4445737f]
Move construct [0x7ffc4445737d]
Destructor [0x7ffc4445737f]
Destructor [0x7ffc4445737e]
c [0x7ffc4445737d]
---
Destructor [0x7ffc4445737d]
Destructor [0x7ffc4445737b]
Destructor [0x7ffc4445737a]

为什么 f() 中的本地 Noisy 对象 [0x7ffc4445735f] 的副本在移动到 f 的 return 地址后（以及之前b 开始建设）；而 g() 似乎没有发生同样的事情？ IE。在后一种情况下（当 g() 执行时），函数参数 Noisy y、[0x7ffc4445737e] 的本地副本仅在 c 准备好构造后才会被销毁。它不应该在它被移动到 g 的 return 地址后立即被销毁，就像 f() 发生的一样吗？

Answer 1

这些是输出中地址的变量：

0x7ffc4445737a  a
0x7ffc4445735f  x
0x7ffc4445737c  return value of f() 
0x7ffc4445737b  b
0x7ffc4445737e  y
0x7ffc4445737f  return value of g()
0x7ffc4445737d  c

我把问题解读为：你强调了以下两点：

x 在构建 b 之前被销毁
y 在 c 构建后销毁

并询问为什么两种情况的行为不一样。

答案是：在C++14中[expr.call]/4中规定的标准是y应该在函数returns时销毁。然而，在函数的哪个阶段 return 并没有明确说明这意味着什么。提出了 CWG 问题。

从 C++17 开始，规范现在由实现定义 y 是与函数的局部变量同时销毁，还是在包含函数调用。事实证明，这两种情况无法调和，因为这将是一个破坏性的 ABI 更改（想想如果 y 的析构函数抛出异常会发生什么）；并且 Itanium C++ ABI 在完整表达式的末尾指定销毁。

我们不能明确地说 g++ -std=c++14 不符合 C++14，因为 C++14 的措辞含糊不清，但是无论如何现在都不会更改，因为ABI 问题。

有关标准和 CWG 报告链接的解释，请参阅此问题： and also

Answer 2

如果您查看生成的程序集（例如 on the compiler explorer），区别就很明显了。

在这里您可以看到，对于 g 的调用，参数对象实际上是在 main 函数中创建和销毁的。

所以对于 g 函数，输出顺序是

从a

y

调用函数g，传递y
在函数 g 中，y 被移动到临时 return 对象中
函数greturns
回到 main，临时 return 对象被移动到 c
临时return对象被销毁
参数对象y被破坏

对于函数 f，局部对象 x 在 f 的范围内构造和析构：

f被称为
x是默认构造的
临时 return 对象是从 x
x被破坏
函数freturns
临时 return 对象移入 b
临时return对象被销毁

使用 -fno-elide-constructors 编译时连续调用移动构造函数

Consecutive calls to move constructor when compiling with -fno-ellide-constructors

c++

move

rvo