使用默认构造函数返回临时对象时调用两次析构函数

Question

问题

析构函数在以下代码中被调用了两次：

class Foo
{
public: 
    ~Foo()
    {
        std::cout << "Destructor called\n";
    }

    Foo& operator=(const Foo& other)
    {
        std::cout << "Assignment called\n";

        return *this;
    }
};

Foo foo()
{
    return Foo();
}

int main()
{
    foo();

    return 0;
}

输出：

Destructor called
Destructor called

我怀疑这是由于对赋值运算符或复制构造函数的一些隐式调用。我不知道是否调用了复制构造函数，因为添加任何类型的构造函数都会神奇地解决问题（如下所述），但至少不会调用赋值运算符。

如前所述，如果我添加一个构造函数，问题就会消失：

class Foo
{
public:
    Foo()
    {
        std::cout << "Constructor called\n";
    }

    Foo(const Foo& other)
    {
        std::cout << "Copy constructor called\n";
    }

    ~Foo()
    {
        std::cout << "Destructor called\n";
    }

    Foo& operator=(const Foo& other)
    {
        std::cout << "Assignment called\n";

        return *this;
    }
};

输出变为：

Constructor called
Destructor called

如果我返回引用而不是对象，问题也会消失（但会导致“本地或临时变量的返回地址”警告）：

Foo& foo()
{
    return Foo();
}

问题

为什么析构函数被调用两次，为什么在使用默认构造函数时行为不同？是否有合乎逻辑的解释，或者编译器是否有错误？

如果有什么不同的话，我正在使用 MSVC 2013。

Answer 1

return 语句将您的返回值复制到调用函数范围内的临时对象中，即 main。然后在 foo 范围内创建的临时对象 Foo() 被破坏，然后在 main 范围内的临时对象被破坏。编译器被允许但没有义务对其进行优化。

Answer 2

在函数foo() 中，您的对象被创建。它返回该对象的副本。当函数结束时，第一个对象（在函数中创建）超出范围，调用析构函数。

接下来，你 main() 得到一个全新的对象。当它结束时，它会调用这个新对象的析构函数。

对于以下：

Foo& foo()
{
   return Foo();
}

..你返回一个局部变量的引用，它给出了一个毫无价值的返回，主函数根本没有得到一个对象，没有重复的析构函数被调用。

Answer 3

Foo foo()
{
    return Foo(); // temporary is created and copied into the return value. 
                  // The temporary gets destroyed at the end of the copy constructor.
}

int main()
{
    foo(); // discarded-value expression; the return value gets destroyed immediately.
}

允许编译器应用复制省略 - 在这种情况下，NRVO（第 12.8/31 节）：

——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的复制/移动的目标中

请注意，无论复制构造函数是否有任何副作用，这都有效。这是一种“优化”，可以在不违反标准的情况下合法地改变程序的可观察行为。

由于编译器没有义务优化任何东西，结果可能因代码（和优化级别）而异。