c++ - 为什么不调用复制构造函数

Question

这是一个简单的类头文件和一个主程序。在主程序中，我认为复制构造函数恰好在三种情况下被调用:初始化(显式复制)，函数参数按值传递，函数按值返回。然而，似乎其中之一没有被要求，我认为评论中编号的 (3) 或 (4)。对于哪些数字 (1) - (4) 会被调用？谢谢。

X.h:

#include <iostream>

class X
{
public:
    X() {std::cout << "default constructor \n";}
    X(const X& x) { std::cout << "copy constructor \n";}
};

主要内容:

#include "X.h"

X returnX(X b)  // (1) pass by value - call copy constructor?
{
    X c = b;  // (2) explicit copy - call copy constructor?
    return b;  // (3) return by value - call copy constructor?
}

int main()
{
    X a; // calls default constructor

    std::cout << "calling returnX \n\n";
    X d = returnX(a);  // (4) explicit copy - call copy constructor?
    std::cout << "back in main \n";
}

输出:

default constructor
calling returnX

copy constructor
copy constructor
copy constructor 
back in main

Answer 1

由于复制在 C++ 中经常发生，而且它可能很昂贵，因此允许编译器省略某些复制(和移动)结构。即使省略的构造函数和/或析构函数具有类似于程序输出的副作用(也就是说，它并不是真正的优化，因为有和没有复制省略的行为是不同的)，这种复制省略也是允许的。

根据 12.8 [class.copy] 第 31 段，有四个基本地方可以应用复制省略:

1. 在 return 语句中直接返回与函数返回类型相同的局部变量。
2. 在 throw 语句中，最里面的 try block 中的自动变量的拷贝可以在对象被抛出时省略。
3. 当临时对象未绑定(bind)到引用复制时，它可以被省略。
4. 当 catch 子句按值捕获对象并且与 throw 语句中的对象类型相同时，可以省略拷贝。

确切的规则稍微复杂一些，但我认为这就是它的要点。考虑到复制省略规则相当严格，很容易抑制复制省略:最简单的方法是使用 identity() 函数:

template <typename T>
T const& identity(T const& object) {
    return object;
}
...
X d = identity(returnX(a));

(虽然这个版本也禁止移动构造；使用 T&& 推导类型并适本地返回它应该使移动构造成为可能，但我不太确定返回类型和返回语句是什么应该是)。