通过隐式转换返回时，是否需要拷贝构造函数？

Question

通过隐式转换返回时，是否需要拷贝构造函数？

c++copy-constructorimplicit-conversioncopy-elision

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下面的代码在Visual C++ 2013中可以编译通过，但是在GCC或Clang下不能。

哪个是正确的？
当通过隐式转换返回对象时，是否需要一个可访问的复制构造函数？

class Noncopyable
{
    Noncopyable(Noncopyable const &);
public:
    Noncopyable(int = 0) { }
};

Noncopyable foo() { return 0; }

int main()
{
    foo();
    return 0;
}

GNU编译器集合（GCC）：

error: 'Noncopyable::Noncopyable(const Noncopyable&)' is private
  Noncopyable(Noncopyable const &);
  ^
error: within this context
 Noncopyable foo() { return 0; }

Clang:

clang是一种流行的开源C++编译器，也支持其他语言。

error: calling a private constructor of class 'Noncopyable'
Noncopyable foo() { return 0; }
                    ^
note: implicitly declared private here
        Noncopyable(Noncopyable const &);
        ^
warning: C++98 requires an accessible copy constructor for class 'Noncopyable' when binding a reference to a temporary; was private [-Wbind-to-temporary-copy]
Noncopyable foo() { return 0; }
                           ^
note: implicitly declared private here
        Noncopyable(Noncopyable const &);
        ^

- user541686

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不错的问题，然而默认情况下，我选择gcc/clang作为C++的真正实现，而不是MSVC。 - masoud

@MM：谢谢 :) 是的，通常情况下是这样的。但在这种情况下，我觉得说不需要复制构造函数是有道理的，这也是我问的主要原因。即使没有复制省略，也没有任何需要复制的明显对象。 - user541686

可能是Copy Constructor Needed with temp object的重复问题。 - DarioP

@DarioP 看起来这是一个不同的问题。 - Luchian Grigore

3个回答

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12.8 复制和移动类对象 [class.copy]

1/ 类对象可以通过初始化（12.1、8.5），包括函数参数传递（5.2.2）和函数返回值（6.6.3），以两种方式进行复制或移动[...]

在6.6.3 return语句 [stmt.return]中：

2/ [...] 表达式的值被隐式转换为它所在函数的返回类型。返回语句可以涉及临时对象的构造和复制或移动(12.2)[...]

以及12.2 临时对象 [class.temporary]:

1/ 在各种上下文中创建类类型的临时对象：将引用绑定到prvalue (8.5.3)，返回prvalue (6.6.3)，创建prvalue的转换 (4.1、5.2.9、5.2.11、5.4)等。请注意: 即使没有调用析构函数或复制/移动构造函数，所有语义限制，如可访问性(Clause 11)和函数是否已删除(8.4.3)，都必须得到满足[...]

我认为GCC和clang是正确的 - 我甚至可以说，每次按值返回时，返回类型都必须具有可访问的复制或移动构造函数。

逻辑是创建一个临时对象将原始类型转换为新类型（从int到Noncopyable），然后复制该临时对象并返回函数。

这本质上与以下代码相同：

Noncopyable foo() { return Noncopyable(0); }

你会期望那里需要一份拷贝吗？我肯定会。

- Luchian Grigore

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foo函数通过值返回一个Noncopyable对象。因此，理论上必须调用复制构造函数。
如果您提供了复制构造函数（即public）并打印一条消息来标志其调用，则会发现该消息未被打印DEMO，只有重载的转换运算符被调用。
这是由于复制省略优化的原因。
因此，并不是重载的转换运算符需要复制构造函数，而是foo的返回语句需要复制构造函数，因为你是通过值返回的。
最终，复制构造函数由于复制省略而不会被调用，但仍然必须可用。

- 101010

因为你是唯一一个提到复制省略/RVO的人，所以给你点赞。 - underscore_d

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可以查看英文原文，
原文链接

- Angew is no longer proud of SO · Accepted Answer

当你 return 一个表达式时，会创建一个临时对象，该对象的类型与表达式的返回类型相同，并用该表达式初始化。然后将该对象移动（如果无法移动，则复制）到返回值中。因此，您需要一个可访问的复制或移动构造函数。

但是，可以通过使用大括号列表直接初始化返回值。所以以下代码可以工作：

Noncopyable foo() { return {0}; }

类似的案例在实例中。