现代C++之如何返回一个对象?

如何返回一个对象?

一个用来返回的对象，通常应当是可移动构造 / 赋值的，一般也同时是可拷贝构造 / 赋值的。如果这样一个对象同时又可以默认构造，我们就称其为一个半正则（semiregular）的对象。如果可能的话，我们应当尽量让我们的类满足半正则这个要求。

1.返回值优化(拷贝消除)

下面编译的gcc版本是支持c++17的gcc8.3。如果使用gcc5.5等版本结果会不同。

ROV例子1：

#include <iostream>

using namespace std;

// Can copy and move
class A {
public:
    A() { cout << "Create A\n"; }

    ~A() { cout << "Destroy A\n"; }

    A(const A &) { cout << "Copy A\n"; }

    A(A &&) { cout << "Move A\n"; }
};

A getA_unnamed() {
    return A();
}

int main() {
    auto a = getA_unnamed();
}

返回值优化输出：

Create A
Destroy A

禁用返回值优化代码修改(-fno-elide-constructors)：

Create A
Destroy A

修改代码如下NROV例子2：

A getA_named()
{
  A a;
  return a;
}

int main()
{
  auto a = getA_named();
}

优化结果同上！

Create A
Destroy A

禁用后的结果：

Create A
Move A
Destroy A
Destroy A

也就是说，返回内容被移动构造了。

示例3：

A getA_duang() {
    A a1;
    A a2;
    if (rand() > 42) {
        return a1;
    }
    else {
        return a2;
    }
}

优化与禁用结果一样：

Create A
Create A
Move A
Destroy A
Destroy A
Destroy A

我们把移动构造删除，得到示例4：

A(A&&)= delete;

此时，前面的move就变成copy。

如果再进一步，把拷贝构造函数也删除呢？得到示例5：

A(const A&&)= delete;
A(A&&)= delete;

是不是上面的 getA_unnamed、getA_named和 getA_duang 都不能工作了？

在 C++14 及之前确实是这样的。但从 C++17 开始，对于类似于 getA_unnamed这样的情况，即使对象不可拷贝、不可移动，这个对象仍然是可以被返回的！C++17 要求对于这种情况，对象必须被直接构造在目标位置上，不经过任何拷贝或移动的步骤。

2.总结

• copy construct本身在RVO和NRVO两种情况下被优化了，如果再加上move反而画蛇添足。

在 C++11 之前，返回一个本地对象意味着这个对象会被拷贝，除非编译器发现可以做返回值优化（named return value optimization，或 NRVO），能把对象直接构造到调用者的栈上。从 C++11 开始，返回值优化仍可以发生，但在没有返回值优化的情况下，编译器将试图把本地对象移动出去，而不是拷贝出去。这一行为不需要程序员手工用 std::move 进行干预——使用std::move 对于移动行为没有帮助，反而会影响返回值优化。”

• 加入了move assignment后，默认是调用move assignment而不是copy assignment