如果对象位于同一层次结构中，-Wreturn-std-move clang 警告是否正确？

Question

考虑以下简单代码：

struct Base
{
  Base() = default;      
  Base(const Base&);      
  Base(Base&&);
};

struct Derived : Base { };

Base foo()
{
  Derived derived;
  return derived;
}

clang 8.0.0 gives a warning -Wreturn-std-move 就可以了：

prog.cc:21:10: warning: local variable 'derived' will be copied despite being returned by name [-Wreturn-std-move]
  return derived;
         ^~~~~~~
prog.cc:21:10: note: call 'std::move' explicitly to avoid copying
  return derived;
         ^~~~~~~
         std::move(derived)

但是如果在这里调用std::move，代码的行为可能会改变，因为Derived 对象的Base 子对象将在调用Derived 对象的析构函数和代码之前移动last 的行为会有所不同。

例如看the code (compiled with the -Wno-return-std-move flag)：

#include <iostream>
#include <iomanip>

struct Base
{
  bool flag{false};

  Base()
  {
    std::cout << "Base construction" << std::endl;
  }

  Base(const bool flag) : flag{flag}
  {
  }

  Base(const Base&)
  {
    std::cout << "Base copy" << std::endl;
  }

  Base(Base&& otherBase)
  : flag{otherBase.flag}
  {
    std::cout << "Base move" << std::endl;
    otherBase.flag = false;
  }

  ~Base()
  {
    std::cout << "Base destruction" << std::endl;
  }
};

struct Derived : Base
{
  Derived()
  {
    std::cout << "Derived construction" << std::endl;
  }

  Derived(const bool flag) : Base{flag}
  {
  }

  Derived(const Derived&):Base()
  {
    std::cout << "Derived copy" << std::endl;
  }

  Derived(Derived&&)
  {
    std::cout << "Derived move" << std::endl;
  }

  ~Derived()
  {
    std::cout << "Derived destruction" << std::endl;
    std::cout << "Flag: " << flag << std::endl;
  }
};

Base foo_copy()
{
  std::cout << "foo_copy" << std::endl;
  Derived derived{true};
  return derived;
}

Base foo_move()
{
  std::cout << "foo_move" << std::endl;
  Derived derived{true};
  return std::move(derived);
}

int main()
{
  std::cout << std::boolalpha;
  (void)foo_copy();
  std::cout << std::endl;
  (void)foo_move();
}

它的输出：

foo_copy
Base copy
Derived destruction
Flag: true
Base destruction
Base destruction

foo_move
Base move
Derived destruction
Flag: false
Base destruction
Base destruction

Answer 1

Clang 的警告当然是正确的。由于derived 的类型与函数的返回类型不同，因此在语句return derived; 中，编译器必须将derived 视为左值，并且会发生副本。并且可以通过编写return std::move(derived); 来避免这个副本，明确地将其变为右值。该警告并未告诉您是否应该这样做。它只是告诉你你正在做的事情的后果，以及使用std::move 的后果，并让你做出自己的决定。

您担心Derived 的析构函数在移出后可能会访问Base 状态，这可能会导致错误。如果确实出现这样的错误，那是因为Derived 的作者犯了一个错误，而不是因为用户不应该移动Base 子对象。此类 bug 可以像其他 bug 一样被发现，并报告给Derived 的作者。

我为什么这么说？因为当作者将Base 设为Derived 的public 基类时，他们向用户承诺他们有权在与Derived 对象交互时使用完整的Base 接口，其中包括从它移动。因此，Derived 的所有成员函数必须准备好处理用户可能以Base 的接口允许的任何方式修改了Base 子对象的事实。如果不希望这样做，则可以将 Base 设为 Derived 的私有基类或私有数据成员，而不是公共基类。

Answer 2

对于同一层次结构中的对象，-Wreturn-std-move clang 警告是否正确？

是的，警告是正确的。当前的自动移动规则只有在重载决议找到一个构造函数时才会发生，特别是，以及对该类型的右值引用。在这个 sn-p 中：

Base foo()
{
  Derived derived;
  return derived;
}

derived 是一个正在被返回的自动存储对象 - 无论如何它都会死去，所以它是安全的。所以我们尝试这样做——我们把它当作一个右值，我们找到Base(Base&&)。这是一个可行的构造函数，但它需要一个Base&& - 我们需要非常具体一个Derived&&。所以最终抄袭。

但是副本很浪费。当derived 超出范围时为什么要复制？当您可以使用便宜的操作时，为什么还要使用昂贵的操作？这就是为什么会有警告，提醒你写：

Base foo()
{
  Derived derived;
  return std::move(derived); // ok, no warning
}

现在，如果这个层次结构的切片是错误的，那么即使复制也是做错事，你还有其他问题。但是如果切片是可以接受的，那么你想搬到这里，而不是复制，而目前的语言可以说是做错了事。该警告旨在帮助确保您做正确的事情。

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在 C++20 中，由于P1825（相关部分来自P1155），原始示例实际上会执行隐式移动。

Answer 3

通常建议层次结构中唯一非抽象的类应该是叶类。所有用作多态基类的东西都应该是抽象的。

• why derive from a concrete class is a poor design

• http://ptgmedia.pearsoncmg.com/images/020163371x/items/item33.html

这首先会使原始代码（clang 警告）非法，因为您将无法按值返回 Base。事实上，原始代码给读者留下了许多问题，主要是因为它违反了这个准则：

• 创建Derived 并仅按值返回Base 的意义何在？

• 这里有object slicing吗？如果有人向任一类添加代码，将来会不会发生？

• 与此相关，如果您的类不是多态的（仅举一个问题，没有虚拟析构函数），您希望如何强制执行您的类不变量？

• 为了满足 Liskov 替换原则，所有类型的派生类都应该允许它们的 Base 子对象被移出，或者它们都不被移出。在后一种情况下，可以通过删除Base 的移动构造函数来防止这种情况。在前一种情况下，警告没有问题。

• 你的类不变量有多么令人费解，所以销毁 Base 本身就可以了，销毁带有 Base 的 Derived 很好，但是销毁没有 @ 的 Derived 987654334@不行吗？请注意，如果您关注rule of zero，这几乎是不可能的。

所以是的，可以编写代码，使用 std::move 就像 clang 建议的那样改变含义。但是该代码已经违反了许多编码原则。我认为期望编译器警告尊重这种可能性是不合理的。