为什么返回时调用的是复制构造函数而不是移动构造函数？答案

【问题标题】：Why is the copy constructor called instead of the move constructor when returning?为什么返回时调用的是复制构造函数而不是移动构造函数？
【发布时间】：2019-11-07 03:22:41
【问题描述】：

假设我有一个类MyClass，它有一个正确的移动构造函数，并且它的复制构造函数被删除了。现在我像这样返回这个类：

MyClass func()
{
    return MyClass();
}

在这种情况下，移动构造函数在返回类对象时被调用，一切都按预期工作。

现在假设MyClass 实现了<< 运算符：

MyClass& operator<<(MyClass& target, const int& source)
{
    target.add(source);
    return target;
}

当我更改上面的代码时：

MyClass func()
{
    return MyClass() << 5;
}

我收到编译器错误，因为复制构造函数已被删除，所以无法访问它。但是在这种情况下，为什么要使用复制构造函数呢？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 return copy move

【解决方案1】：

现在我通过左值返回这个类，如下所示：
MyClass func()
{
    return MyClass();
}

不，返回的表达式是一个xvalue（一种右值），用于初始化按值返回的结果（从C++17开始事情有点复杂，但是这仍然是它的要点；此外，您使用的是 C++11)。

在这种情况下，移动构造函数在返回类对象时被调用，一切都按预期工作。

确实；一个右值将初始化一个右值引用，因此整个事情可以匹配移动构造函数。

当我更改上面的代码时：

...现在表达式是MyClass() << 5，其类型为MyClass&。这绝不是右值。这是一个左值。这是一个引用现有对象的表达式。

因此，如果没有明确的std::move，它将用于复制初始化结果。而且，由于您的复制构造函数已被删除，因此无法正常工作。

我对示例编译完全感到惊讶，因为临时不能用于初始化左值引用（您的运算符的第一个参数），尽管已知某些工具链 (MSVS) 接受它作为扩展。

那么会返回std::move(MyClass() << 5); 工作吗？

是的，我相信是的。

然而，这看起来很奇怪，并且让读者仔细检查以确保没有悬空引用。这表明有一种更好的方法可以实现更清晰的代码：

MyClass func()
{
    MyClass m;
    m << 5;
    return m;
}

现在你仍然在行动（因为that's a special rule when returning local variables）没有任何奇怪的滑稽动作。另外，<< 调用完全符合标准。

【讨论】：

那么return std::move(MyClass() << 5); 会起作用吗？
@RomCoo 我相信是的。然而，这看起来很奇怪，并且表明有更好的方法来实现这一点。
表达式MyClass() << 5 是否有效？我不这么认为！ gcc 和 clang 正确拒绝此表达式。 mvc 接受它...您不能将右值绑定到 noconst 左值
@BiagioFesta 是的，我在回答中说过

【解决方案2】：

您的接线员返回MyClass&。所以你返回的是一个左值，而不是一个可以自动移动的右值。

您可以依靠有关 NRVO 的标准保证来避免复制。

MyClass func()
{
    MyClass m;
    m << 5;
    return m;
}

这将完全忽略对象或移动它。都是因为它是一个函数本地对象。

当您尝试在右值上调用 operator<< 时，另一种选择是提供处理右值引用的重载。

MyClass&& operator<<(MyClass&& target, int i) {
    target << i; // Reuse the operator you have, here target is an lvalue
    return std::move(target);
}

这将使MyClass() << 5 本身具有良好的格式（请参阅其他答案以了解为什么不是），并返回一个可以构造返回对象的xvalue。虽然operator<< 的这种过载并不常见。

【讨论】：

大概他想返回operator<<的结果，而不是m。
@DavidSchwartz - 也可以假定 operator<< 是惯用的，并以 return target; 结尾，签名会暗示这样。
但至少对我而言，第一个参数上缺少const 表明并非如此。而且，这真的不是惯用的。如果i<<3 返回i，那就太奇怪了。
@DavidSchwartz - 无论哪种方式，这都是一个飞跃。我想我们都赶紧回答，而不是要求 OP 提供更好的例子。
@DavidSchwartz - 不是惯用语，什么？这就是流操作符所做的。

【解决方案3】：

您的operator<< 将其第一个参数作为非常量引用。您不能将非常量引用绑定到临时对象。但是MyClass() 将新创建的实例作为临时返回。

另外，func 返回一个值，operator<< 返回一个引用。那么它除了复制返回还能做什么呢？

【讨论】：