在从函数返回值时使用std::move()，以避免复制。

Question

考虑一个支持默认移动语义的类型T。还考虑下面的函数：

T f() {
   T t;
   return t;
}

T o = f();

在旧的C++03中，一些非最优化的编译器可能会调用两次拷贝构造函数，一次是为了"返回对象"，一次是为了o。

在C++11中，由于f()内的t是一个左值，那些编译器可能会像以前一样调用一次拷贝构造函数，然后为o调用移动构造函数。

可以说，避免第一次"额外拷贝"的唯一方法是在返回时移动t吗？

T f() {
   T t;
   return std::move(t);
}

- Martin

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这里 有一个类似的问题。 - BЈовић

相关常见问题解答 - fredoverflow

Answer 1

不。只要本地变量在return语句中符合复制省略的条件，它就会绑定到一个右值引用上，因此在您的示例中，return t;与return std::move(t);相同，关于哪些构造函数是符合条件的。

但请注意，return std::move(t);会防止编译器进行复制省略，而return t;不会，因此后者是首选样式。[感谢@Johannes的更正。]如果发生复制省略，则使用移动构造的问题将成为无意义的问题。

请参见标准中的12.8(31, 32)。

还请注意，如果T具有可访问的复制但已删除的移动构造函数，则return t;将无法编译，因为必须首先考虑移动构造函数；您必须说出类似于return static_cast<T&>(t);才能使其工作：

T f()
{
    T t;
    return t;                 // most likely elided entirely
    return std::move(t);      // uses T::T(T &&) if defined; error if deleted or inaccessible
    return static_cast<T&>(t) // uses T::T(T const &)
}

- Kerrek SB

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谢谢。那么移动构造函数的调用次数呢？在一些符合 c++03 标准的编译器中，它是否可能与拷贝构造函数的调用次数相同，都为 2？ - Martin

它并不相同。仅在于移动构造函数是否会被调用方面是相同的。如果你写return std::move(t);，如果编译器不知道它的作用，那么移动构造函数 必须 被调用。如果你写return t;，即使移动构造函数可能具有副作用，移动构造函数的调用也可以省略。 - Johannes Schaub - litb

还有需要注意的是，这仅适用于返回值本身，而不适用于像这样的情况：return std::make_pair(a, b);，在这种情况下，如果需要，应明确移动a和b。 - GManNickG

@GManNickG 谢谢你的留言。请问您（或其他人）能否详细说明一下对于pair或tuple应该如何处理呢？ 如果我在上一行创建了pair，然后在下一行返回它，这会有什么不同吗？我哪里做错了吗？ - Sold Out

Answer 2

不是的，最佳实践是直接使用 return t;。

如果类 T 具有未删除的移动构造函数，并注意到 t 是局部变量，则可以对 return t 进行拷贝省略，它会像 return std::move(t); 一样移动构造返回的对象。然而，return t; 仍然有资格进行拷贝/移动省略，因此构造可能会被省略，而 return std::move(t) 则总是使用移动构造函数构造返回值。

如果类 T 的移动构造函数被删除，但复制构造函数可用，则 return std::move(t); 将无法编译通过，而 return t; 仍然可以使用复制构造函数进行编译。与 @Kerrek 所提到的不同，t 并未绑定到右值引用。对于有资格进行拷贝省略的返回值，存在两个阶段的重载决议——先尝试移动构造，然后是复制构造，移动和复制都可能被省略。

class T
{
public:
    T () = default;
    T (T&& t) = delete;
    T (const T& t) = default;
};

T foo()
{
    T t;
    return t;                   // OK: copied, possibly elided
    return std::move(t);        // error: move constructor deleted
    return static_cast<T&>(t);  // OK: copied, never elided
}

如果return表达式是左值且不符合复制省略条件（最可能的情况是返回一个非本地变量或左值表达式），但你仍然想避免复制，std::move会很有用。但请记住，最佳实践是让复制省略尽可能发生。

class T
{
 public:
    T () = default;
    T (T&& t) = default;
    T (const T& t) = default;
};

T bar(bool k)
{
    T a, b;
    return k ? a : b;            // lvalue expression, copied
    return std::move(k ? a : b); // moved
    if (k)
        return a;                // moved, and possibly elided
    else
        return b;                // moved, and possibly elided
}

标准中的12.8(32)描述了该过程。

12.8 [class.copy]

32 当满足复制操作省略的条件或除了源对象是函数参数之外，将满足这些条件，并且要复制的对象由lvalue指定时，首先进行重载分辨率以选择用于复制的构造函数，就好像对象由rvalue指定一样。如果重载分辨率失败，或所选构造函数的第一个参数的类型不是对象类型（可能是cv-qualified）的rvalue引用，则再次执行重载分辨率，将对象视为lvalue。[注意：无论是否发生复制省略，都必须执行这两个阶段的重载分辨率。它确定要调用的构造函数，即使调用被省略，也必须能够访问所选的构造函数。 ——注]

- Tinro

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如果类T中的移动构造函数被删除但复制构造函数可用，则return t;仍然可以使用复制构造函数进行编译。但是，这似乎是不正确的（http://cpp.sh/2jxhuy）。 - Sasha

Answer 3

好的，我想对此发表评论。这个问题（以及答案）让我相信，在返回语句中不需要指明std::move是没有必要的。然而，当我处理我的代码时，我刚刚学到了一个不同的教训。

因此，我有一个函数（实际上是一种专业化），它接受一个临时对象并将其返回。（通用函数模板做其他事情，但专业化执行身份操作）。

template<>
struct CreateLeaf< A >
{
  typedef A Leaf_t;
  inline static
  Leaf_t make( A &&a) { 
    return a;
  }
};

现在，这个版本在返回时调用了A的复制构造函数。如果我将返回语句更改为

Leaf_t make( A &&a) { 
  return std::move(a);
}

然后调用 A 的移动构造函数，我可以在那里进行一些优化。

这可能并不完全符合您的问题。但是错误地认为永远不需要使用 return std::move(..) 是错误的。 我曾经也这样认为。不再了 ;-)

- ritter

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这与原问题不同。原问题是关于返回局部变量x的，当x是局部变量时，return x更好，因为编译器会把x视为rvalue，因为它知道x是局部变量。但当x是引用时，编译器不会给予特殊处理。由于你示例中变量"a"的类型是"A&"，因此需要使用move将其改变为"A&&"。 - Doug Cook - MSFT