是否自动返回局部变量 xvalues

Question

根据我对此发表的评论：

passing std::vector to constructor and move semantics 以下代码中是否需要std::move，以确保返回值是xvalue？

std::vector<string> buildVector()
{
  std::vector<string> local;

  // .... build a vector

  return std::move(local);
}

据我了解，这是必需的。我经常看到在从函数返回 std::unique_ptr 时使用它，但是 GManNickG 发表了以下评论：

据我了解，在 return 语句中，所有局部变量都会自动成为 xvalues（过期值）并将被移动，但我不确定这是否仅适用于返回的对象本身。所以OP应该继续把它放在那里，直到我更有信心它不应该是。 :)

谁能澄清std::move 是否有必要？

行为编译器是否依赖？

Answer 1

保证local 在这种情况下将作为右值返回。通常编译器会在这成为问题之前执行返回值优化，而且您可能根本看不到任何实际动作，因为 local 对象将直接在调用站点构造。

6.6.3 ["The return statement"] (2)中的一个相关注：

与 return 语句关联的复制或移动操作可能会被省略或视为右值，以便在选择构造函数 (12.8) 时进行重载决策。

为了澄清，这就是说返回的对象可以从本地对象移动构造（即使在实践中 RVO 将完全跳过这一步）。标准的规范部分是 12.8 [“复制和移动类对象”] (31, 32)，关于复制省略和右值（感谢@Mankarse！）。

---

这是一个愚蠢的例子：

#include <utility>

struct Foo
{
    Foo()            = default;
    Foo(Foo const &) = delete;
    Foo(Foo &&)      = default;
};

Foo f(Foo & x)
{
    Foo y;

    // return x;         // error: use of deleted function ‘Foo::Foo(const Foo&)’
    return std::move(x); // OK
    return std::move(y); // OK
    return y;            // OK (!!)
}

将此与返回实际的右值引用进行对比：

Foo && g()
{
    Foo y;
    // return y;         // error: cannot bind ‘Foo’ lvalue to ‘Foo&&’
    return std::move(y); // OK type-wise (but undefined behaviour, thanks @GMNG)
}

Answer 2

尽管return std::move(local) 和return local 都在编译，但它们的行为是不同的。并且可能只打算使用后者。

如果你编写了一个返回std::vector<string> 的函数，你必须返回一个std::vector<string> 并且完全正确。 std::move(local) 的类型为std::vector<string>&&，它不是 std::vector<string>，因此必须使用移动构造函数将其转换为它。

标准在 6.6.3.2 中说：

表达式的值是隐式的 转换为它出现的函数的返回类型。

也就是说，return std::move(local) 等价于

std::vector<std::string> converted(std::move(local); // move constructor
return converted; // not yet a copy constructor call (which will be elided anyway)

而 return local 只是

return local; // not yet a copy constructor call (which will be elided anyway)

这样可以省去一次操作。

---

给你一个简短的例子来说明这意味着什么：

struct test {
  test() { std::cout << "  construct\n"; }
  test(const test&) { std::cout << "  copy\n"; }
  test(test&&) { std::cout << "  move\n"; }
};

test f1() { test t; return t; }
test f2() { test t; return std::move(t); }

int main()
{
  std::cout << "f1():\n"; test t1 = f1();
  std::cout << "f2():\n"; test t2 = f2();
}

这将输出

f1():
  construct
f2():
  construct
  move

Answer 3

我认为答案是否定的。虽然官方只是一个注释，但第 5/6 节总结了哪些表达式是/不是 xvalues：

一个表达式是一个 xvalue 如果它是：

• 调用函数的结果，无论是隐式还是显式，其返回类型是对对象类型的右值引用，
• 对对象类型的右值引用的强制转换，
• 一个类成员访问表达式，指定一个非引用类型的非静态数据成员，其中对象表达式是一个 xvalue，或
• .* 指向成员的指针表达式，其中第一个操作数是 xvalue，第二个操作数是指向数据成员的指针。

一般来说，这条规则的效果是命名的右值引用被视为左值，而对对象的未命名的右值引用被视为xvalue；对函数的右值引用被视为左值，无论是否命名。

第一个要点似乎适用于此。由于所讨论的函数返回的是值而不是右值引用，因此结果不会是 xvalue。