为什么clang不对NRVO进行优化？

Question

我试图解释为什么一个相当好的C++ 11编译器(clang)没有优化这段代码，并想知道这里是否有人有自己的观点。

#include <iostream>
#define SLOW

struct A {
  A() {}
  ~A() { std::cout << "A d'tor\n"; }
  A(const A&) { std::cout << "A copy\n"; }
  A(A&&) { std::cout << "A move\n"; }
  A &operator =(A) { std::cout << "A copy assignment\n"; return *this; }
};

struct B {
  // Using move on a sink. 
  // Nice talk at Going Native 2013 by Sean Parent.
  B(A foo) : a_(std::move(foo)) {}  
  A a_;
};

A MakeA() {
  return A();
}

B MakeB() {  
 // The key bits are in here
#ifdef SLOW
  A a(MakeA());
  return B(a);
#else
  return B(MakeA());
#endif
}

int main() {
  std::cout << "Hello World!\n";
  B obj = MakeB();
  std::cout << &obj << "\n";
  return 0;
}

如果我使用#define SLOW进行注释并使用-s进行优化，那么

Hello World!
A move
A d'tor
0x7fff5fbff9f0
A d'tor

这是意料之中的。

如果我在启用#define SLOW并使用-s进行优化的情况下运行该程序，则会得到：

Hello World!
A copy
A move
A d'tor
A d'tor
0x7fff5fbff9e8
A d'tor

这显然不太好。所以问题是：

为什么我没有看到NRVO优化应用在“慢”的情况下？我知道编译器不需要应用NRVO，但这似乎是一个常见的简单情况。

一般来说，我试图鼓励使用“缓慢”样式的代码，因为我发现调试起来容易得多。

Answer 1

简单的答案是:因为在这种情况下不允许应用复制省略。编译器只允许在极少数和特定情况下应用复制省略。引用的标准是12.8 class.copy第31段：

..。这种复制/移动操作的省略，称为复制省略，在以下情况下是允许的(可以合并以消除多个副本)：

• 在具有类返回类型的函数中的返回语句中，当表达式是具有与函数返回类型相同的cv非限定类型的非易失性自动对象(函数或catch参数除外)的名称时，可以通过将自动对象直接构造到函数的返回值中来省略复制/移动操作。
• ..。

显然，B(a)的类型不是A，即不允许复制省略。同一段中的其他符号引用诸如throw表达式、从临时声明和异常声明中选择副本等内容。这些都不适用。

Answer 2

在慢速路径中看到的复制不是由于缺少RVO，而是因为在B(MakeA())中，"MakeA()“是一个rvalue，而在B(a)中，"a”是一个lvalue。

为了澄清这一点，让我们修改慢速路径，以指示MakeA()在何处完成：

#ifdef SLOW
  A a(MakeA());
  std::cout << "---- after call \n";
  return B(a);
#else

产出如下：

Hello World!
---- after call 
A copy
A move
A d'tor
A d'tor
0x7fff5a831b28
A d'tor

，这表明没有在

A a(MakeA());

因此，RVO确实发生了。

删除所有副本的修复程序是：

return B(std::move(a));