从函数返回unique_ptr

unique_ptr<T>不允许复制构造，而是支持移动语义。但是，我可以从函数返回unique_ptr<T> ，并将返回的值分配给变量。

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

unique_ptr<int> foo()
{
  unique_ptr<int> p( new int(10) );

  return p;                   // 1
  //return move( p );         // 2
}

int main()
{
  unique_ptr<int> p = foo();

  cout << *p << endl;
  return 0;
}

上面的代码按预期进行编译和工作。那么第1行如何不调用复制构造函数并导致编译器错误呢？如果我不得不使用第2行，那将是有意义的（使用第2行也可以，但是我们不需要这样做）。

我知道C ++ 0x允许对unique_ptr此异常，因为返回值是一个临时对象，一旦函数退出，该对象将被销毁，从而保证了返回指针的唯一性。我很好奇这是如何实现的，它是在编译器中进行特殊处理还是在该语言规范中使用了其他条款？

#1楼

这绝不是std::unique_ptr特有的，而是适用于任何可移动的类。语言规则保证了这一点，因为您按价值返回。编译器尝试取消副本，如果无法删除副本，则调用move构造函数，如果无法移动，则调用副本构造函数；如果无法复制，则编译失败。

如果您有一个函数接受std::unique_ptr作为参数，则无法将p传递给它。您将必须显式调用move构造函数，但在这种情况下，不应在调用bar()之后使用变量p。

void bar(std::unique_ptr<int> p)
{
    // ...
}

int main()
{
    unique_ptr<int> p = foo();
    bar(p); // error, can't implicitly invoke move constructor on lvalue
    bar(std::move(p)); // OK but don't use p afterwards
    return 0;
}

#2楼

语言规范中还有其他条款可利用吗？

是的，请参见12.8§34和§35：

当满足某些条件时，允许实现省略类对象的复制/移动构造。[...]复制/移动操作的这种省略，称为复制删除 ，在以下语句的return语句中是允许的。 当表达式是具有与函数返回类型相同的cv不合格类型的非易失性自动对象的名称时 ，具有类返回类型的函数[...]

当满足复制操作省略标准并由左值指定要复制的对象时，首先执行重载分辨率以选择要复制的构造函数， 就好像该对象由右值指定一样 。

只是想补充一点，按值返回应该是此处的默认选择，因为在最坏的情况下，即在return语句中使用命名值，即在C ++ 11，C ++ 14和C ++ 17中不使用省略号作为右值。因此，例如，以下函数使用-fno-elide-constructors标志进行编译

std::unique_ptr<int> get_unique() {
  auto ptr = std::unique_ptr<int>{new int{2}}; // <- 1
  return ptr; // <- 2, moved into the to be returned unique_ptr
}

...

auto int_uptr = get_unique(); // <- 3

在编译时设置标志的情况下，此函数发生了两次移动（1和2），随后在（3）发生了一次移动。

#3楼

unique_ptr没有传统的复制构造函数。相反，它具有使用右值引用的“移动构造函数”：

unique_ptr::unique_ptr(unique_ptr && src);

右值引用（双“＆”号）将仅绑定到右值。这就是为什么在尝试将左值unique_ptr传递给函数时会出错的原因。另一方面，将从函数返回的值视为右值，因此将自动调用move构造函数。

顺便说一句，这将正常工作：

bar(unique_ptr<int>(new int(44));

这里的临时unique_ptr是一个右值。

#4楼

我在其他答案中没有看到的一件事是为了阐明另一个答案，返回在一个函数中创建的std :: unique_ptr与该函数所返回的std :: unique_ptr之间是有区别的。

该示例可能是这样的：

class Test
{int i;};
std::unique_ptr<Test> foo1()
{
    std::unique_ptr<Test> res(new Test);
    return res;
}
std::unique_ptr<Test> foo2(std::unique_ptr<Test>&& t)
{
    // return t;  // this will produce an error!
    return std::move(t);
}

//...
auto test1=foo1();
auto test2=foo2(std::unique_ptr<Test>(new Test));

#5楼

我认为这在Scott Meyers的《有效的现代C ++ 》的第 25条中做了完美的解释。摘录如下：

标准祝福RVO的部分继续说，如果满足RVO的条件，但是编译器选择不执行复制省略，则必须将返回的对象视为右值。实际上，该标准要求在允许RVO时进行复制省略或将std::move隐式应用于返回的本地对象。

在这里， RVO指的是返回值优化 ， 如果满足RVO的条件，则意味着返回在函数内声明的本地对象，而该函数是您希望执行RVO的 ，这在他的书的第25条中也作了很好的解释：标准（此处的本地对象包括由return语句创建的临时对象）。摘录中最大的收获是发生了复制省略或std::move隐式应用于要返回的本地对象 。 Scott在第25项中提到，当编译器选择不删除副本并且程序员不应该明确这样做时，隐式应用std::move 。

在你的情况下，代码显然是RVO的候选人，因为它返回本地对象p和类型p是一样的返回类型，这会导致复制省略。如果编译器出于某种原因选择不删除副本，则std::move会加入到第1行。

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/stackoom/blog/3190730

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