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c++ - 使用三元运算符并删除移动/复制 ctor 时，Visual Studio 不执行 RVO

问题描述

查看下面的代码示例，我希望它作为返回值优化 (RVO) 的一部分执行强制复制省略并使用 C++17 (/std:c++17) 编译，但它在 Visual Studio 2017 上编译时出现错误（我正在使用 VS17，更具体地说是 15.9.8）。

class NoCopyOrMove
{
public:
    NoCopyOrMove() = default;
    NoCopyOrMove(int a, int b){}

    NoCopyOrMove(const NoCopyOrMove&) = delete;
    NoCopyOrMove& operator=(const NoCopyOrMove&) = delete;

    NoCopyOrMove(NoCopyOrMove&&) = delete;
    NoCopyOrMove& operator=(NoCopyOrMove&&) = delete;


private:
    int a, b;
};

NoCopyOrMove get(bool b) 
{
    return b ? NoCopyOrMove(1,2) : NoCopyOrMove();

    //if (b)
    //    return NoCopyOrMove(1, 2);

    //return NoCopyOrMove();
}

int main()
{
    NoCopyOrMove m = get(true);
}

错误是：

error C2280: 'NoCopyOrMove::NoCopyOrMove(NoCopyOrMove &&)': attempting to reference a deleted function
note: see declaration of 'NoCopyOrMove::NoCopyOrMove'
note: 'NoCopyOrMove::NoCopyOrMove(NoCopyOrMove &&)': function was explicitly deleted

注意：似乎在 GCC 上编译并且带有 if/else 的版本在两者上都编译得很好，所以不确定我错过了什么。

我在stackoverflow上发现了其他一些问题，但它们来自c17之前的时代，主要是指“调用复制而不是移动”，因此再次询问。

基于 cppreference 复制省略发生：

在 return 语句中，当操作数是与函数返回类型相同的类类型（忽略 cv 限定）的纯右值时：

三元运算符的结果应该是prvalue：

一个 ？b : c，一些 b 和 c 的三元条件表达式（详见定义）；

任何想法为什么它不编译？

编辑以使用更简单的代码：

鉴于上面的 NoCopyOrMove，下面的代码也试图调用 move-ctor。

int main()
{
    volatile bool b = true;
    NoCopyOrMove m = b ? NoCopyOrMove(1,2) : NoCopyOrMove();
}

更新：报告链接

标签： c++visual-studioc++17

解决方案

这是一个错误吗？

是的。这是 MSVC 中的一个错误。几乎所有其他支持 C++17 的编译器都会编译它。下面我们的程序集由：

并且它们都用-std=c++17or编译它-std=c++1z（对于 ellcc）。

标准是怎么说的？

条件表达式（由三元运算符形成的表达式）根据这些规则产生值（参见第 8.5.16 节）。

8.5.16 的第 1 段描述了排序，第 2 到 7 部分描述了结果表达式的值类别（有关值类别的描述，请参见第 8.2.1 节）。

  • 第 2 段涵盖了第二个或第三个操作数无效的情况。
  • 第 3 段涵盖了第二个和第三个操作数都是泛左值位域（即，不是纯右值）的情况
  • 第 4 段涵盖了第二个和第三个操作数具有不同类型的情况
  • 第 5 段涵盖了第二个和第三个操作数是相同类型的左值（也不是纯右值）的情况
  • 第 6 段：

否则，结果为纯右值。如果第二个和第三个操作数的类型不同，并且任何一个都具有（可能是 cv 限定的）类类型，则使用重载决议来确定要应用于操作数（16.3.1.2、16.6）的转换（如果有） . 如果重载决议失败，则程序格式错误。否则，将应用如此确定的转换，并使用转换后的操作数代替本子条款其余部分的原始操作数。

这给了我们我们的答案。结果是一个纯右值，因此不需要使用复制或移动构造函数，因为该值将在调用函数提供的内存中实例化（此内存位置作为“隐藏”参数传递给您的函数）。

您的程序是否隐式引用移动构造函数或复制构造函数？

Jon Harper 非常友好地指出标准规定：

隐式或显式引用已删除函数（而不是声明它）的程序是格式错误的。(11.4.3.2)

这就引出了一个问题：您的程序是隐式引用移动构造函数还是复制构造函数？

答案是否定的。因为条件表达式的结果是纯右值，所以没有临时物化，因此无论是显式还是隐式都没有引用移动构造函数或复制构造函数。引用cppreference（强调我的）：

在以下情况下，编译器必须省略类对象的复制和移动构造，即使复制/移动构造函数和析构函数具有可观察到的副作用。对象直接构建到存储中，否则它们将被复制/移动到。复制/移动构造函数不需要存在或可访问，因为语言规则确保不会发生复制/移动操作，即使在概念上也是如此：

  • 在 return 语句中，当操作数是与函数返回类型相同的类类型（忽略 cv 限定）的纯右值时：

    T f() { return T(); }

    f(); // only one call to default constructor of T

  • 在变量的初始化中，当初始化表达式是与变量类型相同的类类型（忽略 cv-qualification）的纯右值时：

T x = T(T(f())); // only one call to default constructor of T, to initialize x

NRVO 和 RVO 的区别

争论的来源之一是复制省略是否得到保证。区分命名返回值优化和纯返回值优化很重要。

如果您返回局部变量，则无法保证。这称为返回值优化。如果您的 return 语句是一个纯右值的表达式，那么它是有保证的。

例如：

NoCopyOrMove foo() {
    NoCopyOrMove myVar{}; //Initialize
    return myVar; //Error: Move constructor deleted
}

我正在返回一个表达式 ( myVar)，它是自动存储对象的名称。在这种情况下，返回值优化是允许的，但不能保证。该标准的第 15.8.3 节适用于此。

另一方面，如果我写：

NoCopyOrMove foo() {
    return NoCopyOrMove(); // No error (C++17 and above)
}

复制省略是有保证的，不会发生复制或移动。同样，如果我写：

NoCopyOrMove foo(); //declare foo
NoCopyOrMove bar() {
    return foo(); //Returns what foo returns
}

复制省略仍然得到保证，因为结果foo()是纯右值。

结论

事实上，MSVC 确实有一个错误。

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