为什么析构函数执行两次？

Question

#include <iostream>
using namespace std;

class Car
{
public:
    ~Car()  { cout << "Car is destructed." << endl; }
};

class Taxi :public Car
{
public:
    ~Taxi() {cout << "Taxi is destructed." << endl; }
};

void test(Car c) {}

int main()
{
    Taxi taxi;
    test(taxi);
    return 0;
}

这是输出：

Car is destructed.
Car is destructed.
Taxi is destructed.
Car is destructed.

我使用的是MS Visual Studio Community 2017（对不起，我不知道如何查看Visual C ++版本）。当我使用调试模式时。我发现在void test(Car c){ }按预期方式离开函数主体时执行了一个析构函数。而当一个额外的析构函数出现test(taxi);结束了。

该test(Car c)函数使用值作为形式参数。转到该功能时会复制汽车。因此，我认为离开该功能时只会有一辆“汽车被毁”。但是实际上在离开函数时有两个“汽车被破坏”。（输出的第一行和第二行显示）为什么会有两个“汽车被破坏”？谢谢。

===============

例如，当我添加一个虚函数时class Car ：virtual void drive() {} 然后我得到了预期的输出。

Car is destructed.
Taxi is destructed.
Car is destructed.

Answer 1

在taxi为函数调用切片时，Visual Studio编译器似乎有点捷径，具有讽刺意味的是，这导致它完成了比人们预期的更多的工作。

首先，它从中获取您taxi并复制构造a Car，以便参数匹配。

然后，它Car 再次复制传递值。

当您添加用户定义的副本构造函数时，此行为消失了，因此编译器似乎出于其自身原因（也许在内部，这是一条更简单的代码路径）执行此操作，并使用了“允许”的事实，因为复制本身是微不足道的。您仍然可以使用非平凡的析构函数观察此行为，这有点像差。

我不知道在何种程度上合法（尤其是从C ++ 17开始），或者为什么编译器会采用这种方法，但是我同意这不是我凭直觉所期望的输出。GCC和Clang都没有这样做，尽管它们可能以相同的方式进行操作，但是在复制副本方面做得更好。我已经注意到，即使VS 2019在保证省略率方面也不是很好。

Answer 2

怎么了 ？

当您创建 时Taxi，您还创建了一个Car子对象。当出租车被摧毁时，两个物体都被摧毁。当您调用时，test()您会按值传递Car。因此，第二个被复制构造，并在剩下Car时被破坏。test()所以我们对 3 个析构函数有一个解释：序列中的第一个和最后两个。

第四个析构函数（即序列中的第二个）是意外的，我无法用其他编译器重现。

它只能是Car作为Car参数源临时创建的。Car由于直接提供值作为参数时不会发生这种情况，我怀疑它是为了将 转换Taxi为Car。Car这是意想不到的，因为每个 中已经有一个子对象Taxi。因此，我认为编译器确实对临时变量进行了不必要的转换，并且没有执行可以避免此临时变量的复制省略。

评论中给出的澄清：

这里参考语言律师标准进行澄清以验证我的主张：

• 我在这里指的转换是通过构造函数进行的转换[class.conv.ctor]，即基于另一种类型（此处为出租车）的参数构造一个类（此处为汽车）的对象。
• 此转换然后使用临时对象来返回其Car值。编译器将被允许根据 进行复制省略[class.copy.elision]/1.1，因为它可以构造要直接返回到参数中的值，而不是构造临时值。
• 因此，如果这个临时值产生副作用，那是因为编译器显然没有利用这种可能的复制省略。这没有错，因为复制省略不是强制性的。

分析的实验验证

我现在可以使用相同的编译器重现您的案例，并进行实验来确认发生了什么。

我上面的假设是编译器选择了次优参数传递过程，使用构造函数转换Car(const &Taxi)而不是直接从Car的子对象进行复制构造Taxi。

所以我尝试调用test()但明确地将 转换Taxi为Car.

我的第一次尝试并没有成功改善这种情况。编译器仍然使用次优的构造函数转换：

test(static_cast<Car>(taxi));  // produces the same result with 4 destructor messages

我的第二次尝试成功了。它也进行转换，但使用指针转换是为了强烈建议编译器使用andCar的子对象Taxi，而不创建这个愚蠢的临时对象：

test(*static_cast<Car*>(&taxi));  //  :-)

令人惊讶的是：它按预期工作，只产生 3 条销毁消息:-)

实验总结：

在最后的实验中，我通过转换提供了一个自定义构造函数：

 class Car {
 ... 
     Car(const Taxi& t);  // not necessary but for experimental purpose
 }; 

并用 来实现它*this = *static_cast<Car*>(&taxi);。听起来很傻，但这也会生成只显示 3 条析构函数消息的代码，从而避免不必要的临时对象。

这导致人们认为编译器中可能存在导致此行为的错误。这是在某些情况下会错过从基类直接复制构造的可能性。