GCC和clang上的构造函数调用顺序不同

Question

我有以下程序：

#include <iostream>

#define PRINT_LOCATION()\
    do { std::cout << __PRETTY_FUNCTION__ << "\n"; } while (false)

struct foo
{
    int val;

    foo()
        : val(1)
    {
        PRINT_LOCATION();
    }

    foo(const foo& other)
        : val(other.val * 2)
    {
        PRINT_LOCATION();
    }

    foo(foo&& other)
        : val(other.val * 2)
    {
        PRINT_LOCATION();
    }
};

int main()
{
    foo f{foo{foo{foo{}}}};

    std::cout << "value = " << f.val << "\n";

    if (f.val == 1)
        throw f;
}

编译和执行：

[mkc /tmp]$ g++ -Wall -Wextra -pedantic -std=c++14 -O0 -o a.out main.cpp
[mkc /tmp]$ ./a.out 
foo::foo()
value = 1
foo::foo(foo&&)
terminate called after throwing an instance of 'foo'
Aborted (core dumped)
[mkc /tmp]$ clang++ -Wall -Wextra -pedantic -std=c++14 -O0 -o a.out main.cpp
[mkc /tmp]$ ./a.out 
foo::foo()
foo::foo(foo &&)
foo::foo(foo &&)
value = 4
[mkc /tmp]$

我知道编译器可以去掉一些构造函数调用，但不是只有在没有副作用的情况下才允许这样做吗？看起来 Clang 在这里是正确的，它是 GCC 中的错误吗？

Answer 1

在 C++14 中，两个编译器都是正确的。来自 N4296 中的 [class.copy]，我认为它接近 C++14：

当满足某些条件时，允许实现省略类的复制/移动构造 对象，即使为复制/移动操作选择了构造函数和/或对象的析构函数 有副作用。 [...] 这种省略复制/移动操作，称为复制省略，在以下情况下是允许的（其中 可以合并消除多个副本）：
— 在函数中的 return 语句中 [...]
— 在 throw-expression (5.17) 中，[...]
— 当一个尚未绑定到引用 (12.2) 的临时类对象将被复制/移动时 对于具有相同 cv-unqualified 类型的类对象，可以通过以下方式省略复制/移动操作 将临时对象直接构造到省略复制/移动的目标中
— 当异常处理程序的异常声明 [...]

此声明：

foo f{foo{foo{foo{}}}};

完全符合第三个标准，因此编译器允许但不是必需忽略该复制/移动。因此，gcc 和 clang 都是正确的。请注意，如果您不想复制省略，可以添加标志-fno-elide-constructors。

---

在 C++17 模式下，甚至不会有回避的动作。 [dcl.init] 中的初始化规则本身更改为：

如果目标类型是（可能是 cv 限定的）类类型：
— 如果初始化表达式是纯右值并且源类型的 cv 非限定版本相同 class 作为目标的类，初始化表达式用于初始化目标 目的。 [ 示例： T x = T(T(T())); 调用T 默认构造函数来初始化x。 ——结束示例]

Answer 2

两者都不正确。这称为复制省略。正如@chris 在下面指出的，这只是 C++17 中必需的优化。更多详情请访问cppreference.com。 C++17之前的相关部分是：

在以下情况下，允许编译器省略 类对象的复制和移动（C++11 起）构造函数，即使 复制/移动（C++11 起）构造函数和析构函数具有 observable 副作用。

当一个未绑定到任何引用的无名临时对象将被移动时 或（C++11 起）复制到相同类型的对象中（忽略 顶级 cv 限定），复制/移动（C++11 起）被省略。 当那个临时的被建造时，它被直接建造在 否则它将被移动或（自 C++11 起）复制到的存储。 当无名临时变量是 return 语句的参数时， 这种复制省略的变体被称为 RVO，“返回值 优化”。