在 C++17 中具有不可移动类型和保证 RVO 的多个返回值（结构化绑定）

Question

使用 C++ 17，我们将有可能返回不可移动（包括不可复制）类型，例如 std::mutex，通过可以被认为是保证返回值优化 (RVO)：Guaranteed copy elision through simplified value categories：

struct nocopy { nocopy(nocopy&) = delete; nocopy() = default; };
auto getRVO(){
    return nocopy();
}

我们还将有structured bindings，允许：

tuple<T1,T2,T3> f();
auto [x,y,z] = f();

或者（这里也使用我对template argument deduction for constructors这个特性的理解）

template<typename T1,typename T2,typename T3>
struct many {
  T1 a;
  T2 b;
  T3 c;
};
// (Original questions missed 'many' on the next line. Thanks, T.C.)
auto f(){ return many{string(),5.7, false} }; 
auto [x,y,z] = f();

但是，这些功能组合起来是为了实现这样的功能吗？

auto get_ensured_rvo_str(){
    return std::pair(std::string(),nocopy());
}

auto get_class_and_mutex(){
    return many{SomeClass(),std::mutex(),std::string()};
}

int main(){
    auto rvoStr = get_ensured_rvo_str().first;
    auto [ mtx,sc,str ] = get_class_and_mutex();
}

我的想法是，要让它工作，它需要保证聚合构造函数参数的 RVO 在形成 std::tuple 或 many，但不会被命名为 RVO (NRVO)，它具体不包含在P0144R2 建议？

---

旁注：P0144R2 特别提到支持仅移动类型：

2.6 只移动类型

支持仅移动类型。例如：

struct S { int i; unique_ptr<widget> w; };
S f() { return {0, make_unique<widget>()}; }
auto [ my_i, my_w ] = f();

Answer 1

template<typename T1,typename T2,typename T3>
struct many {
  T1 a;
  T2 b;
  T3 c;
};
auto f(){ return {string(),5.7, false} };

这不会编译。首先，您从未说过f 是返回many。其次，类模板参数推导与构造函数一起使用，many 的唯一构造函数是隐式声明的默认构造函数、复制构造函数和移动构造函数。

你需要一个向导：

template<class T1, class T2, class T3>
many(T1, T2, T3) -> many<T1, T2, T3>;

auto get_ensured_rvo_str(){
    return std::pair(std::string(),nocopy());
}

这也不起作用。 nocopy() 被具体化为一个绑定到 pair 构造函数的引用参数的临时变量，然后尝试从它移动并失败。不能或不允许删除该临时文件。

（当然，正如 Nicol Bolas 在他的回答中指出的那样，get_ensured_rvo_str().first 中的类成员访问实现了 get_ensured_rvo_str 的 pair 返回值，因此 rvoStr 实际上会从 @987654333 构造@ 那个具体化的临时成员。但在此之前你有一个问题。）

auto get_class_and_mutex(){
    return many{SomeClass(),std::mutex(),std::string()};
}
auto [ mtx,sc,str ] = get_class_and_mutex();

这很好（假设你有一个扣除指南）。聚合初始化不调用many的任何构造函数；它直接使用相应的prvalue初始化器初始化成员。

Answer 2

Structured binding 被定义为在提取对单个值的引用或伪引用的基础上工作。也就是说，如果你这样做：

auto [x,y,z] = f();

你得到的是这样的：

auto HIDDEN_VALUE = f();
auto &x = get<0>(HIDDEN_VALUE);
auto &y = get<1>(HIDDEN_VALUE);
auto &z = get<2>(HIDDEN_VALUE);

在处理结构时，x、y 和 z 不会是引用；它们将是“引用”实际数组成员的东西，但它不是实际引用。重点是 x、y 和 z 绝不是任何东西的副本。

因此，问题是HIDDEN_VALUE 是否被复制。很明显，HIDDEN_VALUE 是价值构造的。因此，如果f() 的返回是纯右值，则保证省略规则将适用。

auto rvoStr = get_ensured_rvo_str().first;

表达式get_ensured_rvo_str() 是纯右值。但是，将.first 应用到它的结果不是纯右值。应用.first 会强制prvalue（在保证省略规则下）构造一个临时的，并应用.first。提取的元素是一个xvalue，将用于复制初始化rvoStr。

因此，在任何版本的标准下，rvoStr 的副本都被省略了。

return many{SomeClass(),std::mutex(),std::string()};
...
auto [ mtx,sc,str ] = get_class_and_mutex();

我将假设您已经为编译 return 语句进行了必要的添加。

鉴于此，函数中的构造将直接在返回站点初始化HIDDEN_VALUE。并且聚合的每个成员都将直接由纯右值初始化，因此不会发生复制。