C++ 编译器能否为用于返回值的命名 const 变量执行 RVO？答案

【问题标题】：Can a C++ compiler perform RVO for a named const variable used for the return value?C++ 编译器能否为用于返回值的命名 const 变量执行 RVO？
【发布时间】：2019-05-17 23:23:23
【问题描述】：

这个问题是一个相关问题shown here的轻微变体。

在 C++17 中，我有一个局部变量，我想将其设为 const，以证明它在根据 Scott Meyers Effective C++ 向use const whenever possible 提出的第 3 项建议创建后未经修改：

#include <string>

std::string foo()
{
    const std::string str = "bar";

    return str;
}

int main()
{
    std::string txt = foo();
}

编译器能否为txt 执行（命名）返回值优化，即使str 的类型与foo 的返回类型因常量差异而不同？

【问题讨论】：

语义上，return str 创建了一个对象，它是str 的副本，因此 RVO 是可能的。是否可以执行 NVRO 值得怀疑，因为返回的对象需要与 str 不同。但是，如果函数与调用者在同一个编译单元中，则根据编译器执行的分析，它可以内联然后完全消除函数调用，并将std::string txt = foo()替换为std::string txt("bar")的名义等效项。
IANALL 但肯定const 必须应用于变量的范围以保证str 在调用foo() 期间保持不变。否则破坏如何运作？

标签： c++ c++17 return-value-optimization nrvo

【解决方案1】：

命名返回值优化是通过在 C++17 中 [class.copy.elision] 中指定的复制省略启用的。这里的相关部分是[class.copy.elision]/1.1：

当满足某些条件时，允许实现省略类对象的复制/移动构造，即使为复制/移动操作选择的构造函数和/或对象的析构函数有副作用。 […]

在具有类返回类型的函数中的return 语句中，当表达式是非易失性自动对象的名称时（除了函数参数或由处理程序的异常声明引入的变量（ [except.handle])) 与函数返回类型相同的（忽略cv-qualification），可以通过将自动对象直接构造到函数调用的返回对象中来省略复制/移动操作

[…]

强调我的。因此，允许编译器在此处执行优化。而a quick test 似乎会验证编译器实际上会在此处执行此优化……

请注意，const 可能仍然存在问题。如果编译器不执行复制省略（仅允许，但不保证在这里发生；即使在 C++17 中，因为 return 语句中的表达式不是纯右值），const 通常会阻止对象而是被移出（通常不能从const 对象移出）……

【讨论】：