最终函数依赖于RVO

Question

阅读C++编程语言(第4版)，在异常处理一章中，有一个特殊清理代码的示例助手：

template<typename F>
struct Final_action {
    Final_action(F f): clean{f} {}
    ~Final_action() { clean(); }
    F clean;
};

template<class F>
Final_action<F> finally(F f)
{
    return Final_action<F>(f);
}

它就像

auto act1 = finally([&]{ delete p; });

在声明act1的块末尾运行lambda代码。

我想这对于Stroustrup在测试它时是有效的，因为返回值优化将Final_action<>限制在一个实例中--但是RVO不是一个可选的优化吗？如果实例在最后返回时被复制，那么很明显，两个副本都会运行~Final_action()。换句话说，p被删除了两次。

这种行为是被标准中的某些东西所阻止，还是代码仅仅简单到大多数编译器可以对其进行优化？

Answer 1

实际上，该示例依赖于复制ellision，这在C++17之后只得到了保证(在某些情况下)。

尽管如此，复制ellision是在大多数现代C++11/C++14编译器中实现的一种优化。如果这个片段在优化的构建中失败了，我会感到惊讶的。

但是，如果想使其防弹，只需添加一个move构造函数：

template<typename F>
struct Final_action {
    Final_action(F f): clean{f} {}
    ~Final_action() { if (!moved) clean(); }
    Final_action(Final_action&& o) : clean(std::move(o.clean)) {o.moved = true;}
private:
    F clean;
    bool moved{false};
};

template<class F>
Final_action<F> finally(F f)
{
    return Final_action<F>(f);
}

但我不认为那是必要的。事实上，即使不启用优化，大多数编译器也会复制ellision。gcc、clang、icc和MSVC都是这方面的例子。这是因为标准明确允许复制ellision。

如果添加这个片段：

int main() {
    int i=0;
    {
        auto f = finally([&]{++i;});
    }
    return i;
}

分析godbolt.org上生成的程序集输出，您将看到Final_action::~Final_action()通常只被调用一次(在main()上)。在启用优化的情况下，编译器甚至更具侵略性:查看gcc 4.7.1的输出，只启用-O1：

main:
  mov eax, 1 # since i is incremented only once, the return value is 1.
  ret

Answer 2

--这只是因为C++17!与C++11或C++14一起工作--由于已删除的复制构造函数，它失败了。因为C++17有强制执行RVO的情况，因此不需要复制/移动构造函数。

如果实例被复制..。

那么，不允许复制呢？

template<typename F>
struct Final_action {
  Final_action(F f): clean{f} {}
  Final_action(Final_action const &) = delete;
  Final_action & operator=(Final_action const &) = delete;
  ~Final_action() { clean(); }
  F clean;
};

如果您已经在使用boost，也可以从boost::noncopyable派生。

关于防止复制的进一步讨论。

#include <iostream>

template<typename F>
struct Final_action {
  Final_action(F f): clean{f} {}
  Final_action(Final_action const &) = delete;
  Final_action & operator=(Final_action const &) = delete;
  ~Final_action() { clean(); }
  F clean;
};

template<class F>
Final_action<F> finally(F f)
{
  return Final_action<F>(f);
}

int main() {
  auto _ = finally([]() { std::cout << "Bye" << std::endl; });
}