在作用域结束时，可以将左值视为右值吗？

Question

在作用域结束时，可以将左值视为右值吗？

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编辑：考虑以下两个例子：

std::string x;
{
    std::string y = "extremely long text ...";
    ...
    x = y; // *** (1)
}
do_something_with(x);

struct Y
{
    Y();
    Y(const Y&);
    Y(Y&&);
    ... // many "heavy" members
};

struct X
{
    X(Y y) : y_(std::move(y)) { }
    Y y_;
}

X foo()
{
    Y y;
    ...
    return y; // *** (2)
}

在这两个示例中，第1行和第2行的y即将被销毁。显然，它可以在两种情况下被视为rvalue并进行移动。在（1）中，其内容可以移动到x中，在（2）中可以移动到X().y_的临时实例中。

我的问题是：

1）它是否会在上述任何一个示例中被移动？ a) 如果是，根据什么标准规定？ b) 如果不是，为什么？这是标准中的遗漏还是我没有考虑到的其他原因？

2）如果上面的答案是否定的。在第一个示例中，我可以将（1）更改为x = std::move(y)以强制编译器执行移动。在第二个示例中，我该怎么做才能告诉编译器y可以移动？return std::move(y)？

注：我故意返回Y的实例而不是X，以避免（N）RVO。

- Super-intelligent Shade

我为了简单起见使用了 std::string。但如果它是一个重量级对象或者持有数兆字节数据的非 COW 字符串呢？ - Super-intelligent Shade

1

@tadman 复制字符串并非便宜的操作。尤其是当字符串很大，正如楼主所言，这可能会非常昂贵。 - NathanOliver

@NathanOliver 嗯，我认为现代的 std::string 实现使用了一种写时复制跟踪机制，以使得复制更加便宜。在这里进行一些测试后，我发现性能下降了，尽管只有超过 16KB 的字符串才能测量出来。 - tadman

@NathanOliver 这个答案阐明了这一点，所以这真是个惊喜。感谢你指出来！ - tadman

2个回答

-3

为什么不直接用outer来做所有的事情呢？或者如果在函数中使用，可以传递&outer。然后，在函数内部使用*inner。

- Wheathin

3

谢谢您的建议。以上是一个过于简化的例子。如果您没有问题的答案，请不要回答。 - Super-intelligent Shade

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jerry Coffin · Accepted Answer

第一个例子

对于你的第一个例子，答案显然是“不”。标准允许编译器在处理函数返回值时采取各种自由（即使有副作用）。我想，在特定情况下，比如std::string，编译器可能会“知道”复制和移动都没有任何副作用，因此可以在as-if规则下将一个替换为另一个。但是，如果我们有这样的东西：

struct foo {
    foo(foo const &f) { std::cout << "copy ctor\n"; }
    foo(foo &&f) { std::cout << "move ctor\n"; }
};

foo outer;
{ 
    foo inner;
    // ...
    outer = inner;
}

一个正常运行的编译器必须生成打印“copy ctor”而不是“move ctor”的代码。这方面没有具体的引用，但有一些关于函数返回值异常情况的引用，但这并不适用于我们这里，因为我们没有处理函数的返回值。

至于为什么没有人处理这个问题：我猜可能只是因为没有人费心。函数返回值经常发生，值得花费大量精力进行优化。创建一个非函数块，并在块中创建一个值，然后将其复制到块外的值以维护其可见性的情况很少发生，因此似乎不太可能有人写出建议。

第二个例子

这个例子至少是从一个函数返回一个值，所以我们必须看看允许移动而不是复制的具体异常情况。

在这里，规则是（N4659，§[class.copy.elision] / 3）：

在以下复制初始化上下文中，可能使用移动操作而不是复制操作：

如果返回语句（9.6.3）中的表达式是一个（可能带括号的）id表达式，该表达式命名了一个具有自动存储期限的对象，在最内层的封闭函数或lambda表达式的主体或参数声明子句中声明，

[...]

选择复制的构造函数的重载决议首先像处理右值那样对对象进行。如果第一个重载解析失败或未执行，或者所选构造函数的第一个参数的类型不是指向对象类型（可能带有cv限定符）的右值引用，则再次执行重载解析，将对象视为左值。

你的返回语句中的表达式（y）是一个id表达式，该表达式命名了一个具有自动存储期限的对象，在最内层的封闭函数的主体中声明，因此编译器必须进行两阶段重载决议。

然而，此时它正在寻找创建X从Y的构造函数。 X定义了一个（且仅有一个）这样的构造函数，但是该构造函数通过值接收其Y。由于这是唯一可用的构造函数，因此在重载决议中“获胜”。由于它通过值接收其参数，因此我们首先尝试将y作为右值进行重载决议并没有什么区别，因为X没有正确类型的构造函数来接收它。

现在，如果我们像这样定义了X：

struct X
{
    X(Y &&y);
    X(Y const &y); 

    Y y_;
}

如果使用两阶段重载解析，则会产生真正的效果 - 即使y指定为左值，第一轮重载解析也将其视为右值，因此将选择X(Y &&y)并用于创建返回的临时对象X - 也就是说，我们将获得移动而不是复制（即使y是左值，并且我们有一个接受左值引用的复制构造函数）。