如何在不调用析构函数的情况下将值移出 std:optional？

Question

我正在尝试编写一个函数 make_foo，它将“展开”一个 std::optional< foo >，返回包含的值。该函数假定可选已启用，因此不会对 optional.

执行任何运行时检查

下面是我的实现，以及编译后的程序集供参考。我有几个关于编译器输出的问题：

为什么这会导致分支代码？ optional::operator* 允许对包含的值进行未经检查的访问，因此我不希望看到任何分支。
为什么要调用 foo 的析构函数？请注意程序集中对 on_destroy() 的调用。我们如何在不调用析构函数的情况下将包含的值移出可选值？

C++17 源代码

#include <optional>

extern void on_destroy();

class foo {
  public:
    ~foo() { on_destroy(); }
};

extern std::optional< foo > foo_factory();

// Pre-condition: Call to foo_factory() will not return nullopt
foo make_foo() {
    return *foo_factory();
}

优化编译器输出 (Clang 11)

make_foo():                           # @make_foo()
        push    rbx
        sub     rsp, 16
        mov     rbx, rdi
        lea     rdi, [rsp + 8]
        call    foo_factory()
        cmp     byte ptr [rsp + 9], 0
        je      .LBB0_2
        mov     byte ptr [rsp + 9], 0
        call    on_destroy()
.LBB0_2:
        mov     rax, rbx
        add     rsp, 16
        pop     rbx
        ret

Answer 1

你的方法大致是这样的：

foo make_foo() {
   auto x = foo_factory(); 
   return *x;
}

其中 x 是从工厂返回的 optional（代码中未命名的临时值）。当 x 被销毁时，它要么调用包含对象的析构函数（当有一个时）。或者它不破坏包含的对象（当有 none 时）。简而言之：您从中移出的 foo 仍然需要销毁，即使您知道可选确实包含它，编译器也不能，因此分支。

How to move a value out of a std:optional without calling the destructor?

你不能。即使是移动的对象最终也需要销毁。

Answer 2

How to move a value out of a std:optional without calling the destructor?

就像您在示例中所做的那样。移动不调用析构函数。 foo 的析构函数由 std::optional 的析构函数调用，后者通过销毁您创建的临时 std::optional 对象调用。

您只能通过泄漏对象或首先避免创建（因此也避免移动）对象来防止对象被销毁。

Why does this result in branching code?

std::optional的析构函数中有一个分支。只有当 std::optional 不为空时才会调用包含对象的析构函数。

optional::operator* gives unchecked access to the contained value, so I would not expect to see any branching.

理论上，如果优化器足够聪明，它可能会利用这些知识无条件地调用析构函数，因为它可能知道如果函数返回空 std::optional，程序的行为是未定义的。它似乎还不够聪明，无法进行这样的优化。

如何在不调用析构函数的情况下将值移出 std:optional？

How to move a value out of a std:optional without calling the destructor?

c++

destructor

move-semantics

c++17

stdoptional

C++17 源代码

优化编译器输出 (Clang 11)