如何在 C++20 中强制执行复制省略？[复制]

在 C++17 及更高版本中，您提供的示例将按预期工作，因为 NRVO 保证具有相同类型的 prvalue。

可选 NRVO

您显示的示例是命名返回值优化 （NRVO） 的示例。在这种情况下，编译器可以执行复制省略，但不需要执行复制省略。这意味着可以调用 的复制/移动构造函数，但也可以省略。Object

[...]在以下情况下允许称为复制省略（可以组合以消除多个副本）：

• 在具有类返回类型的函数中的语句中，当表达式是具有自动存储持续时间的非易失性对象的名称时，该对象的类型与函数返回类型相同（忽略 CV-Qualification），可以通过将对象直接构造到函数调用的返回对象中来省略复制/移动操作。return

- [类.copy.elision] p1、p1.1

C++17 和 C++20 在这方面具有相同的规则。

强制性 RVO

C++17 中实际变化的是，普通的返回值优化 （RVO） 成为强制性的。每当您获得 prvalue 时，它就会启动，例如：return

Object f() {
    return {10, "example function"};
}
// or in C++20, with designated initializers
Object f() {
    return {.value = 10, .str = "example function"};
}

在这两种情况下，需要 C++17 编译器来省略副本：

[...];该语句通过从操作数进行复制初始化来初始化（显式或隐式）函数调用的返回的引用或 PRE值结果对象。return

- [stmt.return] 第2页

这意味着就像您在通话站点上写字一样;对于复制初始化：return { ... };Object x = { ... };

如果初始值设定项表达式是 prvalue，并且源类型的 cv 非限定版本与目标的类是同一类，则使用初始值设定项表达式来初始化目标对象。

- [dcl.init.general] 第 16.6.1 页

此规则意味着直接在调用站点初始化。这两个规则结合在一起意味着返回值优化。{ ... }Object

查看 cppreference 关于复制省略的页面。从 C++17 开始，有一个保证形式和一个非强制形式。从技术上讲，保证复制省略甚至不再被视为复制省略，它只是对 prvalues 规范的更改。

当使用相同类类型的 prvalue（忽略 cv-qualification）初始化对象（包括在 return 语句中）时，会发生“保证复制省略”。根据定义，prvalue 没有名称，因此，在 C++17 之前，在 return 语句的情况下，这是一种非强制性优化，称为未命名返回值优化 （URVO）。从 C++17 开始，它被语言的根本变化所取代：

PR值在需要时不会具体化，然后直接构造到其最终目的地的存储中。

在您的代码中，被命名，因此它不是 prvalue，因此不能保证其副本（或移动）被省略。尽管如此，我相信大多数现代编译器都会在这种情况下执行复制省略，除非您特别要求他们不要这样做（例如，对于 GCC 和 Clang）。它被称为命名返回值优化 （NRVO），它是可能改变可观察到的副作用的仅有的两种优化之一。请注意，NRVO 在常量表达式的上下文中是被禁止的。x-fno-elide-constructors

如果要保证不执行复制或移动，则需要改为处理 prvalue：

Object f() {
    int value = 10;
    std::string str = "example function";
    return Object(value, str); // this is a prvalue being returned
}

// simpler
Object f() {
    return Object(10, "example function");
}

// even simpler if Object's constructor is implicit
Object f() {
    return {10, "example function"};
}