c++ - 通过右值引用返回与通过值返回

Question

大多数 C++ 标准库实用程序在为此重载右值限定符时通过右值引用返回。例如 std::optional 对 value() 函数有以下重载

constexpr T& value() &;
constexpr const T & value() const &;
constexpr T&& value() &&;
constexpr const T&& value() const &&;

这允许在需要时移动返回值，很好。这是一个可靠的优化。

但是与返回右值相关的不确定性呢？例如(这里是活生生的例子 https://wandbox.org/permlink/kUqjfOWWRP6N57eS )

auto get_vector() {
    auto vector = std::vector<int>{1, 2, 3};
    return std::optional{std::move(vector)};
}

int main() {
    for (auto ele : *get_vector()) {
        cout << ele << endl;
    }
}

上面的代码导致了未定义的行为，因为基于 for 循环的范围是如何扩展的

{
    auto && __range = range_expression ; 
    auto __begin = begin_expr ;
    auto __end = end_expr ;
    for ( ; __begin != __end; ++__begin) { 
        range_declaration = *__begin; 
        loop_statement 
    } 
} 

当绑定(bind)到 *get_vector() 的返回值时转发引用 range 不会延长 xvalue 的生命周期。并导致绑定(bind)到一个被破坏的值。因此导致 UB。

为什么不按值返回并在内部移动存储的对象？特别是因为现在 C++17 有 prvalue 优化，例如

auto lck = std::lock_guard{mtx};

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请注意，这与此处的问题不同 C++11 rvalues and move semantics confusion (return statement) ，这没有提到右值返回容器/持有者的生命周期延长问题，并且在 C++17 对 prvalues 强制省略之前被问到

Answer 1

Why not return by value and internally move the stored object?

因为这可能比返回引用效率低。考虑这样一种情况，您使用返回的引用从该对象中获取另一个引用。例如 (*get_vector())[3]。对于您提议的更改，这是对原件拷贝的引用；按照目前的方式，它是对原始临时值中的值的引用。

C++ 作为一种语言并不能有效地处理对临时对象的引用的生命周期。目前的解决方案包括要么注意生命周期，要么不使用引用并使用可能较慢/效率较低的代码。一般来说，标准库更愿意在性能方面犯错误。