Question

我怀疑我隐约知道我观察的原因，但我想要确认或更正并对其进行一些解释。

我有以下代码：

template <class T>
class C
{

public:

    C () = default;

    C(const C& rhs) : mem(rhs.mem)
    {
        std::cerr << "copy" << "\n";
    }

    // does not call copy constructor twice
    // friend C operator<<(C& src, unsigned shift)
    // {
    //     std::cerr << 1 << "\n";
    //     C tmp(src);
    //     std::cerr << 2 << "\n";
    //     tmp <<= shift;
    //     std::cerr << 5 << "\n";
    //     return tmp;
    // }

    // does call copy constructor twice
    friend C operator<<(C& src, unsigned shift)
    {
        std::cerr << 1 << "\n";
        C tmp(src);
        std::cerr << 2 << "\n";
        return (tmp <<= shift);
    }

    friend C& operator<<=(C& src, unsigned shift)
    {
        std::cerr << 3 << "\n";
        src.mem <<= shift;
        std::cerr << 4 << "\n";
        return src;
    }

    T mem;
};

int main()
{
    C<int> c1;

    c1 << 3;
}

我有两个版本的C<T>::operator<<(C<T>, unsigned)

区别在于返回表达式的结果：

return (tmp <<= shift);

另一个返回一个变量：

return tmp

到目前为止，我认为这两个函数在语义上是相同的，而return (tmp <<= shift);的函数只是更好的样式，如return a + 1样式比int ret = a + 1; return ret更好。这显然不是这样，并且可能仅适用于原子数据类型。 return (tmp <<= shift);版本的输出如下所示：

1
copy
2
3
4
copy

另一个的输出如下：

1
copy
2
3
4
5

我的假设是正确的，因为return (tmp <<= shift);在调用tmp之后没有返回<<=，而是在{{1}之后创建一个新对象作为tmp的副本已被调用？

Answer 1

按值返回时，必须初始化返回值。返回值是此处C类型的对象。

在return (tmp <<= shift);的情况下，这意味着(tmp << shift)是C的初始值设定项。由于这是C类型的左值，这是一个复制结构。

对于return identifier;形式的return语句，有一个特殊规则，即使identifier是左值，它也可以是move-construction。但是这个规则并没有延伸到其他表达式（还）。

您的代码的其他版本确实激活了特殊规则：

tmp <<= shift;
return tmp;

此处tmp可被视为右值，使其可移动（这也使其成为复制省略）。

在您的测试中，您的编译器实现了copy-elision。要在没有copy-elision的情况下进行测试（如果您的编译器支持让用户配置它），您还需要为C提供一个移动构造函数。用户提供的复制构造函数禁止隐式生成移动构造函数。

Answer 2

operator <<=可能不会返回对输入参数的引用（可能会返回对另一个static / global变量的引用），因此编译器不能轻易决定使用< strong>返回值优化，需要调用复制构造函数。

在您的问题中：当您编写return (tmp <<= shift)时，编译器不知道(tmp <<= shift)是否会返回对tmp的引用，但如果您编写return tmp，编译器就会知道它并且可以优化它。

返回右值？或者：为什么在`return <expression>`上调用复制构造函数？

2 个答案: