c++ - 复制构造函数并返回传递的参数

Question

我正在阅读 Prata 的 C++ 书，在谈到复制构造函数时，它说在以下情况下调用此构造函数:

1. 将类对象初始化为相同类型的类对象。
2. 按值将对象传递给函数。
3. 从函数中按值返回对象。

假设我们正在使用一个 Vector 类。

为了便于理解，在当前章节的所有示例中，我们都在构造函数/析构函数定义字符串输出中包含了字符串输出，以指示调用它们中的每一个以及何时调用它们。

例如，如果我们有

int main()
{

    Vector v1;          // print "Default constructor called"
    Vector v2(9, 5);    // print "Constructor called"
    Vector v3 = v1;     // print "Copy Constructor called"

    return 0;
}

在这种情况下，Destructor called 会在退出 main() 时打印 3 次。

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为了检查以上 3 点，我一直在玩 dumb_display() 函数，更改形式参数/返回值的类型。在这样做的过程中，我对幕后发生的事情感到困惑。

Vector dumb_display(Vector v)
{
    Vector test(45, 67);
    cout << "In dumb_display() function" << endl;
    cout << v << endl;
    return v;
}

这里:

• 每次我们像上面的函数一样按值返回传递的参数(按值或引用传递的参数)时，复制构造函数都会被调用。

  • 很有道理。它满足第 3 点。

每次我们返回在函数体中定义的对象(例如，将 return v; 更改为 return test;)，都不会调用复制构造函数。

• 不满足第 3 点。

我很难理解这种行为。

我不知道这是否正确，但我认为(因为在函数调用期间创建了一次自动存储持续时间对象)一旦 test 创建了它，还没有必须重新创建，因为对象“已经存在”。这就带来了问题:

为什么返回传递的参数会调用两次拷贝构造函数？为什么在函数调用期间必须创建两次相同的对象？

Answer 1

#include <vector>
#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <iostream>

using namespace std;

struct S {
    S(){
        cout << "default constructor" << endl;   
    }
    S(S const &) {
        cout << "copy constructor" << endl;
    }
    S(S &&) {
        cout << "move constructor" << endl;
    }
    S & operator=(S const &) {
        cout << "copy assignment" << endl;
        return *this;
    }
    S & operator=(S &&) {
        cout << "move assignment" << endl;
        return *this;
    }
};

S f() {
    S s2;
    cout << "In f()" << endl;
    return s2;
}

S f2(S s) {
   cout << "In f2()" << endl;
   return s;
}

int main() {
    cout << "about to call f" << endl;
    S s2 = f();
    (void)s2;

    cout << endl << "about to call f2" << endl;
    S s3 = f2(s2);
    (void)s3;
}

结果:

about to call f
default constructor
In f()

about to call f2
copy constructor
In f2()
move constructor

在 f() 中，对象是默认构造的，返回值优化用于在实际结束的地方实际构造它——在 main 中的 s2 变量中。没有调用复制/移动构造函数。

在 f2() 中，为函数的输入参数制作了一个拷贝。然后将该值移入 main 中的变量 s3，再次进行返回值优化。

直播:https://wandbox.org/permlink/kvBHBJytaIuPj0YN

如果您关闭返回值优化，您将看到书中所说的结果:

直播:https://wandbox.org/permlink/BaysuTYJjlJmMGf6

如果您感到困惑，这里有两个没有 move 运算符的相同示例:

直播:https://wandbox.org/permlink/c0brlus92psJtTCf

并且没有返回值优化:

直播:https://wandbox.org/permlink/XSMaBnKTz2aZwgOm

它是相同数量的构造函数调用，只是使用(可能更慢)复制构造函数而不是移动构造函数。