为什么在 C++ 中为语句 d1=d2+d3 调用复制构造函数？

Question

我是 C++ 的初学者，我使用的资源表明以下语句 d3 = d1 + d2; 调用以下语句：

• + 运算符
• 默认构造函数
• 复制构造函数
• 析构函数
• 赋值运算符
• 析构函数

我不明白为什么在将结果分配给先前声明的变量时调用复制构造函数以及为什么调用 2 个构造函数。

运营商如下：

date& date::operator=(const date& other)
{
cout << "Date assignment op" << endl;
    if (this!=&other){
        day=other.day;
        month=other.month;
        year=other.year;
    }
    return *this;
}

date date::operator+(const date& other) const
{
    cout << "Date Operator + called" << endl;
    date temp;
    temp.day=day+other.day;
    temp.month=month+other.month;
    temp.year=year+other.year;
    return temp;
}

Answer 1

表达式(d1 + d2) 在从operator+ (return temp) 返回时产生一个临时对象。从“temp”创建临时是通过复制构造函数完成的。然后将其分配给 d3。

Answer 2

当它计算d1+d2时，结果是一个临时对象。为了将一个对象分配给另一个对象，正在调用复制构造函数。

Answer 3

默认情况下，return'ing 一个对象的值将从源对象复制构造一个临时对象，然后将该临时对象传递给调用者。也就是说，d3 = d1 + d2;这个语句基本上就是这样做的：

date implicit_temp(operator+(d1, d2));
d3 = implicit_temp;

这在底层分解为以下逻辑：

// The + operator 
date temp; // The default constructor
temp.day = d1.day + d2.day;
temp.month = d1.month + d2.month;
temp.year = d1.year + d2.year;
// return temp;
date implicit_temp(temp); // The copy constructor
temp.~date(); // Destructor
// Assignment operator
d3.day = implicit_temp.day;
d3.month = implicit_temp.month;
d3.year = implicit_temp.year;
implicit_temp.~date(); // Destructor

它与您看到的输出顺序相同。

如果编译器支持 RVO（返回值优化），它将能够优化由 return 语句创建的临时 date 对象，方法是传递 d3 具有隐藏参数，因此 return 可以通过= 运算符将temp 变量直接分配给d3，使代码行为就像这样编写：

void date::operator+(const date& other, date& result) const
{
    date temp;
    temp.day=day+other.day;
    temp.month=month+other.month;
    temp.year=year+other.year;
    result = temp;
}

这会在底层分解为这个逻辑：

// The + operator 
date temp; // The default constructor
temp.day = d1.day + d2.day;
temp.month = d1.month + d2.month;
temp.year = d1.year + d2.year;
// return temp; - Assignment operator
d3.day = temp.day;
d3.month = temp.month;
d3.year = temp.year;
temp.~date(); // Destructor

Answer 4

复制构造函数在以下情况下被调用：

A a=b,
when you return an object,
when you pass an object.

您的+ 运算符重载函数返回一个临时对象。它实际上将调用一个复制构造函数。

Answer 5

不要依赖它

从技术上讲，您的 operator+ 的块中有一个 temp 变量，该变量必须在其外部传递到一个临时对象中，以便稍后提供给您的 operator=。

换句话说，您的operator= 看到的参数不是operator+ 中的temp，而是它的副本，它必须比+ 块寿命更长，才能让=发生。

但是，如果有的话：

• + 只有一个 return 语句（实际上有）
• + 的所有 return 语句总是返回同一个对象

编译器可以通过将临时局部变量与赋值中使用的临时变量合并来优化返回时复制，并完全省略副本。

这是极少数可以同时消除副作用的优化之一（参见 C++03 的 §12.8.15 或 C++11 的 12.8.31）。

复制构造函数是否被调用，最终取决于编译器和所需的优化级别。

（感谢juanchopanza 的所有澄清）。