在C++中，移动构造函数会被调用两次吗？

Question

看看这段代码：

class Foo
{
public:

    string name;

    Foo(string n) : name{n}
    {
        cout << "CTOR (" << name << ")" << endl;
    }

    Foo(Foo&& moved)
    {
        cout << "MOVE CTOR (moving " << moved.name << " into -> " << name << ")" << endl;

        name = moved.name + " ###";
    }

    ~Foo()
    {
        cout << "DTOR of " << name << endl;
    }
};

Foo f()
{
    return Foo("Hello");
}

int main()
{
    Foo myObject = f();

    cout << endl << endl;
    cout << "NOW myObject IS EQUAL TO: " << myObject.name;
    cout << endl << endl;

    return 0;
}

输出结果为：

[1] CTOR（你好） [2] MOVE CTOR（将你好移动到 -> ） [3] DTOR of Hello（你好的析构函数） [4] MOVE CTOR（将你好 ### 移动到 -> ） [5] DTOR of Hello ###（你好 ### 的析构函数） [6] 现在两个相等：Hello ### ### [7] DTOR of Hello ### ###（你好 ### ### 的析构函数）

重要提示：为了测试目的，我已禁用了复制省略优化（使用 -fno-elide-constructors）。

函数 f() 构造了一个临时对象 [1] 并通过调用移动构造函数将资源从该临时对象移动到 myObject [2]（此外，它还添加了 3 个 # 符号）。

最后，临时对象被销毁 [3]。

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我现在期望myObject已经完全构建，并且它的name属性是"Hello ###"。

然而，移动构造函数再次被调用，所以我得到的是"Hello ### ###"。

- gedamial

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1. return语句的操作数被移动到返回值中。
2. 返回值被移动到myObject中。

- Kerrek SB

еҸҰдёҖдёӘ移еҠЁжҳҜд»Һf()еҲ°myObjectпјҢеӣ дёәеӨҚеҲ¶зңҒз•Ҙиў«зҰҒз”ЁгҖӮ - kennytm

Visual C++在禁用优化的情况下根本不调用移动构造函数。 - undefined

看起来C++17中发生了变化（即，你的C++11标签是正确且重要的）。我发现这篇博客文章非常易懂且有指导性。（在C++17中，你可以Foo(Foo&& ) = delete;移动构造函数，程序仍然可以运行。） - undefined

Answer 1

两个移动构造函数调用如下：

1. 将由 Foo("Hello") 创建的临时对象移动到返回值中。
2. 将由 f() 调用返回的临时对象移动到 myObject 中。

如果您使用了一个 花括号初始化列表 来构造返回值，那么只会有一个移动构造函数调用：

Foo f()
{
    return {"Hello"};
}

这将输出：

CTOR (Hello)
MOVE CTOR (moving Hello into -> )
DTOR of Hello    
NOW myObject IS EQUAL TO: Hello ###    
DTOR of Hello ###

演示链接

- TartanLlama

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同时，return {"Hello"}; 直接将返回值移动到myObject中？所有这些规则都很难记住。有没有文档可以参考？ - gedamial

@gedamial 是这样的；return {"Hello"}; 直接初始化了返回值，然后将其移动到 myObject。您可以查看 cppreference 文档 以获取更多关于 return 语句的信息。 - TartanLlama

那么，即使一个返回简单 int myInt{4}; 的函数，也必须将该 lvalue 复制到返回值中，对吗？（当然，如果禁用了复制省略） - gedamial

@gedamial 啊，抱歉，我的错误，在返回语句中，如果符合自C++11以来的复制省略规则，则操作数首先被视为rvalue。（你知道你说过所有这些规则都很难记住吗？是的） - TartanLlama

它是一个左值，但因为在复制省略上下文中，即使您禁用了复制省略，它首先被视为右值。我在链接的文档中有关于这个规则的注释。 - TartanLlama

Answer 2

因为您关闭了复制省略，所以您的对象首先在f()中创建，然后被移动到f()的返回值占位符中。此时，f的本地副本被销毁。接下来将返回对象移动到myObject中，并被销毁。最后，myObject被销毁。

如果您没有禁用复制省略，则会看到您期望的顺序。

更新：为了回答下面的评论中的问题，给出了这样一个函数的定义：

Foo f()
{
    Foo localObject("Hello");
    return localObject;
}

禁用了复制省略，为什么移动构造函数会在返回值对象的创建中被调用呢？毕竟，上面的localObject是一个左值。

答案是，在这种情况下，编译器有义务将局部对象视为右值，因此实际上它隐式生成了代码 return std::move(localObject)。要求它这样做的规则在标准中[class.copy/32]（相关部分已突出显示）：

当满足复制/移动操作的省略标准时，但不适用于异常声明，且要复制的对象由左值指定，或者当返回语句中的表达式是一个（可能带括号的）ID表达式， 命名了一个在内层最近的函数或lambda-expression的参数声明子句或 自动存储期间声明的对象，首先执行重载决议以选择复制的构造函数，就好像对象是由一个右值指定一样。

...

[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解析。如果省略不会发生，则确定要调用的构造函数；如果调用被省略，则所选构造函数必须可访问。——注]

- Smeeheey

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考虑这个例子：http://prntscr.com/bbgvzw“然后被移动到返回值占位符中”，既然它是一个LValue，为什么要移动而不是复制？ - gedamial

如果您查看屏幕截图，我确实将其单独创建，但仍然会调用Move构造函数。 - gedamial

抱歉，我指的是你问题中的代码。让我有机会查看截图后再回复你。 - Smeeheey

从 f() 到其返回值占位符。恰巧在主函数中这被忽略了，但编译器并不知道。移动的代码是在 f() 中生成的，而 f() 可能会被其他不忽略返回值的地方调用。 - Smeeheey

感谢你们，我现在学到了一些奇怪的东西：每个函数都有一个返回占位符，在发送到函数外部之前必须填充它。这听起来非常奇怪和复杂，是否有任何关于此的文档/指南？（除了http://en.cppreference.com/w/cpp/language/return） - gedamial