如何实施复制省略，为什么它与删除的复制构造函数无法使用？

Question

我有一个无法复制的类。复制这个类可能会出问题。我想要保证它永远不会被复制，因此我将其复制构造函数设为deleted：

class A {
  public:
    A();
    A(const A&) = delete;
};

A fun() {
  return A();
};

int main() {
  A a = fun();
};

很遗憾，由于某个原因，g++无法编译此代码：

t.cc: In function ‘A fun()’:
t.cc:8:12: error: use of deleted function ‘A::A(const A&)’
   return A();
            ^
t.cc:4:5: note: declared here
     A(const A&) = delete;
     ^
t.cc: In function ‘int main()’:
t.cc:12:13: error: use of deleted function ‘A::A(const A&)’
   A a = fun();
             ^
t.cc:4:5: note: declared here
     A(const A&) = delete;
     ^

但这是一个非常明显需要使用复制省略的情况，因此复制构造函数不应该被调用。为什么呢？

- peterh

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等到C++17吧，也许会有保证。 - Piotr Skotnicki

Jesper没有重复你的答案，你在我们的评论中没有提到即将发生的更改。 - Piotr Skotnicki

@PiotrSkotnicki 对不起，我没有看到你的评论。 - juanchopanza

在这种情况下，我看到的最常见解决方案是移动该类，如果不能移动，则返回std :: unique_ptr <A>。 - Chris Beck

Answer 1

在C++17之前，复制省略是一种编译器不需要执行的优化，因此类必须可复制，因为编译器可能想要复制（即使它实际上并没有）。在C++17中，复制省略将在许多情况下得到保证，然后类就不需要复制构造函数了。

另请参阅：

http://en.cppreference.com/w/cpp/language/copy_elision

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2015/p0135r0.html

https://herbsutter.com/2016/06/30/trip-report-summer-iso-c-standards-meeting-oulu/ (关于"担保复制省略"的部分)

你可以使用一个老技巧，在你的类中声明复制构造函数但不实际实现它？只要它不实际调用复制构造函数，那么编译器应该会满意。我没有测试过，但我相信在C++17到来之前，这对你的情况应该有效。

- Jesper Juhl

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是的 - 实际实现的复制构造函数抛出了致命异常。 - peterh

Answer 2

你目前无法强制执行复制省略（请参见其他答案）。

但是，您可以为您的类提供默认的移动构造函数，这将在无法使用RVO/NRVO时移动（而不是复制）返回值。要执行此操作，您应该为移动构造函数添加 = default：

class A {
  public:
    A() = default;
    A(const A&) = delete;
    A(A&&) = default;
    A& operator=(A&&) = default;
};

示例

- Hatted Rooster

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@peterh 可能是因为它没有回答你所问的问题。 - juanchopanza

@juanchopanza 可能是可能的，但我不清楚为什么。在这个答案中，什么不清楚，为什么需要移动构造函数。 - peterh

@juanchopanza虽然缺乏解释，但它回答了问题。这是一种有效的方法，可以保证类永远不会被复制，同时仍允许OP的“return”语句正常工作。 - user743382

实际上，没有任何移动操作在进行，但从语义上讲，必须存在一个复制或移动的过程，因为C++返回的是值。在C++98中，这意味着需要始终使用复制构造函数。在C++11中，可以用移动构造函数替代它。在某些情况下，在C++17中两者都不需要。 - KABoissonneault

第三个问题是在“我想保证它永远不会被复制”之后隐含了一个“我该怎么做？”的问题 :) - user743382

Answer 3

返回值优化（RVO和NRVO）并不意味着可复制或可移动的类型被丢弃的要求。无论是否获得RVO，此要求都适用。

这样做最可能的原因是复制省略目前并未被强制执行。它是一种可能发生的优化，代码的编译与否不应基于该优化在特定实现中是否应用。

在C++17中，RVO将在某些情况下被执行，并且将放弃对可复制性和可移动性的要求。

- juanchopanza