C++自动变量销毁前后创建返回值？

Question

在C++中，返回值是否保证在函数内的自动变量被销毁之前创建？请注意Basket::get：

class Basket
{
public:
  // Gift is a struct containing safely copyable things like int or string
  Gift gift;
  // Used to protect access and changes to gift
  Mutex mutex;

  // Copy gift into present, while locked to be thread safe
  void put (const Gift & gift)
  {
    Lock lock(mutex);   // Constructor locks, destructor unlocks mutex
    this->gift = gift;  // Gift assignment operator
  }

  // Return a memberwise-copy of gift, tries to be thread safe (but is it?)
  Gift get ()
  {
    Lock lock(mutex);  // Constructor locks, destructor unlocks mutex
    return gift;       // Gift copy constructor
  }
};

我希望Basket::get在锁对象被销毁之前执行其Gift复制构造函数（返回的临时对象）以避免由于对put的同时调用而导致返回的gift对象被破坏。

我的测试表明，Gift的拷贝确实是在锁被销毁之前创建的，但这是否有保证呢？如果没有，我需要在函数内部创建第二个临时对象，例如：

  Gift get ()
  {
    Gift result;
    {
      Lock lock(mutex);
      result = gift;
    }
    return result;
  }

- maxpolk

Answer 1

是的，auto变量将会一直保持在作用域内，直到return执行结束。如果你使用的是一个优化了return的编译器，这个特性尤为明显。

Gift get() 
{ 
    Lock lock(mutex);
    return gift;
} 

Gift g = basket.get();

这个序列等价于：

Gift g;
Lock lock(mutex);
g = Gift(gift);
lock.~Lock();

可能优化以更像这样的行为：

void get(Gift &ret) 
{ 
    Lock lock(mutex);
    ret = gift;
} 

Gift g;
basket.get(g);

以下序列等效于此：

Gift g;
Lock lock(mutex);
g = gift;
lock.~Lock();

换句话说，return 期间可以删除临时变量。

- Remy Lebeau

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这正是我需要的答案，关于在返回rvalue后销毁互斥锁的情况。谢谢。 - Dana M

因此，如果这个特性依赖于编译器优化返回值，那么就不能保证其可靠性。为什么要假设编译器会优化呢？假设编译器会优化是不安全的。 - user3091673

Answer 2

这是有保障的。在销毁发生之前，返回值将被复制（如果需要）。下面是一个类似的问题/答案，它给出了一个很好的顺序描述。

C++中的作用域和返回值

- scotinus

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C++标准中并不存在所谓的寄存器（register）。虽然有register关键字，但它早已失去了意义。此外，大多数对象根本无法适应单个寄存器。 - fredoverflow

如果返回的是一个本地对象，那么在它被销毁之前必须先复制。但这不是这种情况。我有一个类成员数据正在返回中，因此复制发生的确切时间语义似乎有所不同。 - maxpolk

@maxpolk 你正在通过值返回成员。除非编译器可以优化为引用赋值（如Remy所示），否则将会有一次复制。如果您返回的是引用或指针，则锁定仍将在之后被销毁。 - AJG85

@FredOverflow - 完全正确。我当时在想汇编语言，但即使如此，我的措辞也不够严谨。我想要表达的主要观点是，在堆栈展开之前会发生复制。虽然已经有人提到过了，但这也可以通过“如果必要”的方式进行限定。我会编辑答案。 - scotinus