从类方法返回成员 unique_ptr

Question

我正在尝试将std::unique_ptr class 成员（尝试移动所有权）返回给调用者。以下是示例代码sn -p：

class A {
public:
  A() : p {new int{10}} {}

  static std::unique_ptr<int> Foo(A &a) {
    return a.p; // ERROR: Copy constructor getting invoked
                // return std::move(a.p); WORKS FINE
  }

  std::unique_ptr<int> p;
};

我认为编译器（gcc-5.2.1）在这种情况下能够进行返回值优化（复制省略），而不需要通过std::move() 明确意图。但事实并非如此。为什么不呢？

以下代码似乎可以正常工作，这似乎是等效的：

std::unique_ptr<int> foo() {
  std::unique_ptr<int> p {new int{10}};
  return p;
}

Answer 1

[class.copy] 中的规则是：

[...] 当return 语句中的 表达式 是（可能 带括号的) id-expression 命名一个对象，该对象具有在主体中声明的自动存储持续时间或 parameter-declaration-clause 的最内层封闭函数或 lambda-expression，重载决议到 选择复制的构造函数首先执行，就好像对象是由右值指定的一样。

在这个例子中：

std::unique_ptr<int> foo() {
  std::unique_ptr<int> p {new int{10}};
  return p;
}

p 是函数体中声明的具有自动存储持续时间的对象的名称。因此，我们首先尝试移动它，而不是将其复制到返回值中。效果很好。

但在这个例子中：

static std::unique_ptr<int> Foo(A &a) {
    return a.p;
}

这不适用。 a.p 根本不是对象的名称，所以我们不会尝试重载解析，就好像它是右值一样，我们只是做正常的事情：尝试复制它。这失败了，所以你必须明确地move()它。

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这是规则的措辞，但它可能无法回答您的问题。为什么这是规则？基本上 - 我们正在努力确保安全。如果我们命名一个局部变量，在 return 语句中从它移动总是安全的。它永远不会被再次访问。易于优化，没有可能的缺点。但在您的原始示例中，a 不属于此函数，a.p 也不属于此函数。离开它本质上并不安全，因此语言不会尝试自动执行它。

Answer 2

无法应用复制省略（除其他原因外），因为 a.p 是一个不可复制的 std::unique_ptr。而且由于a.p 的生命周期超出了A::Foo(A&) 的主体，如果编译器自动尝试从a.p 移动，那将是非常令人惊讶的（就像编写代码的人一样），这可能会破坏a 的类不变量。如果你 return std::move(a.p);，它会起作用，但这会明确窃取 a.p。