为什么 C++ 析构函数会影响返回值优化的行为

Question

我已将代码简化如下。

#include <vector>
class NoncopyableItem {
 public:
  NoncopyableItem() { }
  NoncopyableItem(NoncopyableItem &&nt) { };
};
class Iterator {
  friend class Factory;
 public:
  ~Iterator() { }  // weird
 private:
  Iterator() { }
  std::vector<NoncopyableItem> buffer_;
};
class Factory {
 public:
  Iterator NewIterator() {
    return Iterator();
  }
};
int main() {
  Factory fa;
  auto it = fa.NewIterator();
  return 0;
}

我想在函数NewIterator 中利用RVO（返回值优化），但出现以下错误：

In file included from /usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/vector:62:0,
                 from /cygdrive/c/Users/DELL/ClionProjects/destructor_test/main.cpp:1:
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_construct.h: In instantiation of 'void std::_Construct(_T1*, _Args&& ...) [with _T1 = NoncopyableItem; _Args = {const NoncopyableItem&}]':
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_uninitialized.h:75:53:   required from 'static _ForwardIterator std::__uninitialized_copy<_TrivialValueTypes>::__uninit_copy(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator) [with _InputIterator = __gnu_cxx::__normal_iterator<const NoncopyableItem*, std::vector<NoncopyableItem> >; _ForwardIterator = NoncopyableItem*; bool _TrivialValueTypes = false]'
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_uninitialized.h:126:41:   required from '_ForwardIterator std::uninitialized_copy(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator) [with _InputIterator = __gnu_cxx::__normal_iterator<const NoncopyableItem*, std::vector<NoncopyableItem> >; _ForwardIterator = NoncopyableItem*]'
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_uninitialized.h:279:63:   required from '_ForwardIterator std::__uninitialized_copy_a(_InputIterator, _InputIterator, _ForwardIterator, std::allocator<_Tp>&) [with _InputIterator = __gnu_cxx::__normal_iterator<const NoncopyableItem*, std::vector<NoncopyableItem> >; _ForwardIterator = NoncopyableItem*; _Tp = NoncopyableItem]'
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_vector.h:324:32:   required from 'std::vector<_Tp, _Alloc>::vector(const std::vector<_Tp, _Alloc>&) [with _Tp = NoncopyableItem; _Alloc = std::allocator<NoncopyableItem>]'
/cygdrive/c/Users/DELL/ClionProjects/destructor_test/main.cpp:7:7:   required from here
/usr/lib/gcc/x86_64-pc-cygwin/4.9.3/include/c++/bits/stl_construct.h:75:7: error: use of deleted function 'constexpr NoncopyableItem::NoncopyableItem(const NoncopyableItem&)'
     { ::new(static_cast<void*>(__p)) _T1(std::forward<_Args>(__args)...); }
       ^
/cygdrive/c/Users/DELL/ClionProjects/destructor_test/main.cpp:2:7: note: 'constexpr NoncopyableItem::NoncopyableItem(const NoncopyableItem&)' is implicitly declared as deleted because 'NoncopyableItem' declares a move constructor or move assignment operator
 class NoncopyableItem {
       ^
CMakeFiles/destructor_test.dir/build.make:62: recipe for target 'CMakeFiles/destructor_test.dir/main.cpp.o' failed

根据cppreference.com，NewIterator()应该满足RVO的要求。但是，编译器似乎尝试调用Iterator 的默认复制构造函数，然后由于Iterator.buffer_ 不可复制而失败。

好吧，令我惊讶的是，如果我在 L#13 中删除 Iterator 的析构函数，代码就可以正常工作了。

为什么析构函数会影响编译器的 RVO 行为？

Answer 1

首先，在这种情况下忘记 RVO。这是一个合法的优化，但即使它确实发生了，代码也必须是合法的。

考虑到这一点，我们来看看

auto it = fa.NewIterator();

这一行尝试从临时的Iterator 构造一个新的Iterator。为此，我们需要以下两个^†之一：

Iterator(const Iterator&); //or
Iterator(Iterator&&);

现在在您发布的代码中，尝试使用隐式声明的Iterator(const Iterator&); 将导致您显示的编译器错误，因为非静态成员buffer_ 的复制构造函数无法编译。

第二个候选没有生成，因为Iterator 有一个用户定义的析构函数。

如果您删除用户定义的析构函数，编译器将生成移动构造函数Iterator(Iterator&&); 并像我们从临时构造一样使用它。或者它可能不会，而是使用 RVO，但它可以使用它，这是重要的部分。

---

^†或其他一些用户声明的构造函数当然使该行合法。但以上是您显然询问的两种常见的编译器生成的。