在 RAII 构造中修改 RVO 值是否安全？ [复制]

Question

考虑以下程序：

#include <functional>
#include <iostream>

class RvoObj {
  public:
    RvoObj(int x) : x_{x} {}
    RvoObj(const RvoObj& obj) : x_{obj.x_} { std::cout << "copied\n"; }
    RvoObj(RvoObj&& obj) : x_{obj.x_} { std::cout << "moved\n"; }

    int x() const { return x_; }
    void set_x(int x) { x_ = x; }

  private:
    int x_;
};

class Finally {
  public:
    Finally(std::function<void()> f) : f_{f} {}
    ~Finally() { f_(); }

  private:
    std::function<void()> f_;
};

RvoObj BuildRvoObj() {
    RvoObj obj{3};
    Finally run{[&obj]() { obj.set_x(5); }};
    return obj;
}

int main() {
    auto obj = BuildRvoObj();
    std::cout << obj.x() << '\n';
    return 0;
}

clang 和 gcc (demo) 都输出 5 而不调用复制或移动构造函数。

这种行为是否得到 C++17 标准的良好定义和保证？

Answer 1

简答：由于 NRVO，程序的输出可能是 3 或 5。两者都有效。

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背景请先看：

• in C++ which happens first, the copy of a return object or local object's destructors?
• What are copy elision and return value optimization?

指南：

• 避免使用修改返回值的析构函数。

例如，当我们看到以下模式时：

T f() {
    T ret;
    A a(ret);   // or similar
    return ret;
}

我们需要问自己：A::~A() 是否会以某种方式修改我们的返回值？如果是，那么我们的程序很可能有错误。

例如：

• 在销毁时打印返回值的类型就可以了。
• 在销毁时计算返回值的类型不好。

_{[来自https://stackoverflow.com/a/54566080/9305398]}

Answer 2

复制省略仅允许实现移除由函数生成的对象的存在。也就是说，它可以将obj中的副本移除到foo的返回值对象和obj的析构函数。但是，该实现不能改变其他任何东西。

返回值的复制将在函数中本地对象的析构函数被调用之前发生。而obj 的析构函数会发生在run 的析构函数之后，因为自动变量的析构函数是按照其构造的相反顺序执行的。

这意味着run 在其析构函数中访问obj 是安全的。 obj 表示的对象在run 完成后是否被销毁，并不会改变这一事实。

然而，有一个问题。看，return <variable_name>; 需要一个局部变量来调用 move 操作。在您的情况下，从RvoObj 移动与从中复制相同。因此，对于您的特定代码，它会很好。

但如果RvoObj 是unique_ptr<T>，那么你就有麻烦了。为什么？因为返回值的移动操作发生在调用局部变量的析构函数之前。所以在这种情况下，obj 将处于已移出状态，这对于 unique_ptr 意味着它是空的。

这很糟糕。

如果移动被省略，那么就没有问题。但是由于不需要省略，因此可能存在问题，因为您的代码将根据是否发生省略而表现不同。哪个是实现定义的。

所以一般来说，最好不要让析构函数依赖于你返回的局部变量的存在。

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以上内容纯粹与您关于未定义行为的问题有关。根据省略是否发生来改变行为不是UB。该标准定义了其中一种会发生。

但是，您不能也不应该依赖它。