为什么这段代码中没有调用复制构造函数

Question

那么为什么在“const Integer operator+(const Integer &rv)”函数中没有调用复制构造函数。是因为RVO吗？ 如果是，我需要做什么来防止它？

#include <iostream>

using namespace std;

class Integer {
    int i;

public:
    Integer(int ii = 0) : i(ii) {
        cout << "Integer()" << endl;
    }

    Integer(const Integer &I) {
        cout << "Integer(const Integer &)" << endl;
    }

    ~Integer() {
        cout << "~Integer()" << endl;
    }

    const Integer operator+(const Integer &rv) const {
        cout << "operator+" << endl;
        Integer I(i + rv.i);
        I.print();
        return I;
    }

    Integer &operator+=(const Integer &rv) {
        cout << "operator+=" << endl;
        i + rv.i;
        return *this;
    }

    void print() {
        cout << "i: " << i << endl;
    }
};

int main() {
    cout << "built-in tpes:" << endl;
    int i = 1, j = 2, k = 3;
    k += i + j;
    cout << "user-defined types:" << endl;
    Integer ii(1), jj(2), kk(3);
    kk += ii + jj;

}

如果我注释掉复制构造函数，我确实会收到错误。我期望当operator+返回时调用复制构造函数。以下是程序的输出

built-in tpes:
user-defined types:
Integer()
Integer()
Integer()
operator+
Integer()
i: 3 // EXPECTING Copy Constructor to be called after this
operator+=
~Integer()
~Integer()
~Integer()
~Integer()

Answer 1

是因为RVO吗？如果是，我需要做什么来防止它？

是的。但由于编译器的返回值优化，它没有被调用。

如果您使用的是 GCC，请使用 -fno-elide-constructors 选项来避免它。

GCC 4.6.1手册说，

-fno-elide-构造函数

C++ 标准允许实现省略创建临时对象，该临时对象仅用于初始化相同类型的另一个对象。指定此选项会禁用该优化，并强制 G++ 在所有情况下调用复制构造函数。

Answer 2

(N)RVO 是最容易实现的优化之一。在大多数按值返回的调用约定中，调用者为返回的对象保留空间，然后将隐藏指针传递给函数。然后该函数在给定的地址中构造对象。也就是说，kk += ii + jj; 被翻译成如下形式：

Integer __tmp;

//                  __rtn  this  arg
Integer::operator+( &tmp,  &ii,  jj );

kk += __tmp;

函数（在本例中 Integer::operator+ 采用第一个隐藏参数 __rtn< /code> 是一个指向 sizeof(Integer) 字节的未初始化内存块的指针，其中要构造对象，第二个隐藏参数 this，然后函数的参数然后

函数的实现被翻译为：

Integer::operator+( Integer* __rtn, Integer const * this, const Integer &rv) {
    cout << "operator+" << endl;
    new (__rtn) Integer(i + rv.i);
    __rtn->print();
}

因为调用约定传递指针，所以函数不需要为随后要复制的本地整数保留额外的空间，因为它可以只构建 I< /code> 在代码中直接插入接收到的指针，并避免复制。

请注意，并非在所有情况下编译器都可以执行 NRVO，特别是如果函数中有两个本地对象并且根据条件返回其中之一。这不能从代码中推断出来（比如参数的值虽然您可以这样做以避免 RVO，但事实是它会使您的代码更加复杂、效率更低并且更难以维护。