复制构造函数对临时对象的调用

Question

我有以下代码：

#include <iostream>
using namespace std;
struct A
{
    A() {}
    A(const A&)  { cout << "copy const" << endl; }
    A(A&)  { cout << "copy non const" << endl; }
};
A f(A a)
{
    return a;
}
int main() {
  A a1 = f(A());
}

被调用的是A(A&)复制构造函数。为什么传递临时对象时没有调用A(const A&)复制构造函数？ 如果我注释掉A(const A&)复制构造函数，则程序无法编译。

- michalt38

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使用 gcc 9.2 的实时示例：https://godbolt.org/z/585J59 - François Andrieux

Answer 1

你看到的是复制省略和实际复制的混合体。由于f按值获取a，因此需要将A()复制到a中。编译器看到这个副本实际上不需要，所以它省略了这个步骤，并直接构造a，因此您看不到任何调用。在f的主体中，当您return a;时，需要将a复制到返回值中。由于a是一个左值，A(A&)比A(const A&)更匹配，因此您会看到非const复制构造函数的调用。然后需要从f的返回值初始化a1。再次使用复制省略来避免看到复制，它只是直接将返回值放入a1的存储中。

因此，省略、非const复制、省略，这样输出就只有复制非const。

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当您删除A(const A&)时，会出现错误，因为尽管这些副本已被省略，但在C++17之前，C++仍需要存在复制构造函数。

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如果您使用gcc或clang编译，并使用-fno-elide-constructors，您实际上可以看到这些副本。您可以在此实时示例中查看。请注意，我使用了-std=c++11关闭了C++17的拷贝保证消除。

- NathanOliver

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不对，我记错了。实际上是当我把它们全部注释掉时，编译器隐式地创建了一个对象，然后省略了它。 - NathanOliver

非常好的回答！“non const copy constructor” - 从技术上讲，这样的东西并不存在。这是一个转换构造函数，看起来类似于复制构造函数。 - Mikhail

@Mikhail 实际上有 https://timsong-cpp.github.io/cppwp/class.copy.ctor#3。`T(T&)` 和 T(const T&) 都是复制构造函数。 - NathanOliver

@Timo RVO保证了本地lvalue的功能。即使named是一个lvalue，A foo() { A named; return named; }也会进行RVO。 - NathanOliver

@NathanOliver 这个确实有保证吗？cppreference 没有提到，但我猜它们不是标准。 - Timo