返回临时对象是否会在 C++ 中创建临时对象？

Question

考虑以下 C++ 代码：

struct A {A(int);};
A foo() {return static_cast<A>(0);}
A x = foo();

这里static_cast<A>(0)按照标准[5.2.9-4]创建一个临时对象，它是一个prvalue。标准 [12.2-1] 说

类类型的临时对象在各种上下文中创建：将引用绑定到纯右值 (8.5.3)、返回纯右值 (6.6.3)、创建纯右值的转换 (4.1、 5.2.9, 5.2.11, 5.4)，抛出异常 (15.1)，进入处理程序 (15.3)，以及在某些初始化中 (8.5)。

那么return语句会再次创建一个临时对象吗？

顺便问一下，谁能告诉我标准是否保证隐式类型转换会创建一个临时对象？

Answer 1

（§4/6）提到

任何隐式转换的效果都与执行相应的声明和初始化，然后使用临时变量作为转换的结果相同。

所以是的，除非经过优化，否则应该创建一个临时文件，但我确信所有现代编译器都会在您的情况下执行复制省略。这种特殊的优化称为return value optimization (RVO)。您可以通过具有副作用的构造函数轻松测试它：

struct A {
    A(int){
        std::cout << "ctor";
    }
    A(const A & other)
    {
        std::cout << "copy ctor";
    }
    A(A&&other)
    {
        std::cout << "move ctor";
    }
};

Answer 2

临时对象将（很可能）通过Return-Value-Optimization (RVO) 优化掉。

例子：

#include <iostream>
struct A
{
    A(int)
    {
        std::cout<< "A" << std::endl;
    }
    A(const A&)
    {
        std::cout << "A&" << std::endl;
    }
    A(A&&)
    {
        std::cout << "A&&" << std::endl;
    }
};
A foo() {return static_cast<A>(0);}

int main()
{
    A x = foo();
    return 0;
}

输出：live example

A

禁用 RVO 的输出：live example

A
A&&
A&&

Answer 3

简短回答：不，您的代码中只会创建一个 A。

为了实现这一点，编译器使用(Named) Return value optimization 消除了返回时不必要的对象创建/复制。更一般的情况，Copy elision，消除了不必要的对象复制，将用于大量相关情况。

您可以使用GCC 选项-fno-elide-constructors 来查看差异。

Answer 4

在这种特殊情况下的实际结果将取决于特定的编译器和优化级别。实际上，具有良好优化级别的体面的现代编译器可以完全删除任何临时对象。考虑一下：

#include <iostream>

using namespace std;

struct A {
    A(int) { cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl; }
    ~A() { cout << __PRETTY_FUNCTION__ << endl; }
};

inline
A foo() {
    return static_cast<A>(0);
};


int main(void) {
    A a = foo();
    cout << "hello world!" << endl;
}

带有 -O4 的 gcc-5.1.1 构建了一个可执行文件，它的字面意思是这样的：

A::A(int)
hello world!
A::~A()