编译器是否优化了所有临时对象？

Question

有人说，在大多数情况下，编译器比人类更聪明，并且会优化很多我们无法明确执行的东西。我想知道编译器是否对此进行了优化。下面的代码有有趣的结果，但没有错误。但有一个严重的问题。

//will this move or copy construct?
#include <iostream>

class A
{
public:

    A()
    {
        std::cout << "Constructed A.\n";
    }

    ~A()
    {
        std::cout << "A destroyed.\n";
    }

};

class B
{
private:
    A m_A;

public:
    B(A someA):m_A{someA}
    {

    }
};

int main()
{
    B oneB{A()};

    return 0;
}

此代码使用 Clang++ 13.0.1 在 Windows 10 上打印-fexceptions -O3 -Wall -g -std=c++20 -v -c

Constructed A.
A destroyed.
A destroyed.

为什么A被销毁了两次但只被构造了一次？B即使使用常量引用构建时也会发生这种情况。这真是太荒谬了。我仍在学习 C++，从未参与过任何项目或其他任何事情。我想问一些我在网上学习时感到困惑的事情。

Answer 1

为什么A被销毁了两次但只被构造了一次？

A第二次被破坏的和第一次被破坏的不一样A。您可以通过向类中添加复制构造函数来确认/验证这一点，A如下所示。复制构造函数将用于m_A在m_A{someA}成员初始值设定项列表中进行初始化。

class A
{
public:

    //other members as before 

    //copy constructor added 
    A(const A&)
    {
    std::cout<<"copy ctor"<<std::endl;
    }

};

演示

添加复制构造函数后，程序的输出将如下所示：

Constructed A.
copy ctor
A destroyed.
A destroyed.

请注意，您使用的 C++20 具有强制复制 elison（从 C++17 及以上版本）。这意味着当您写道：

B oneB{A()};

在C++20(&C++17)中，没有创建临时对象，直接创建参数， A someA无需B::B(A)复制任何临时对象。

但在 C++17 之前，存在非强制复制 elison。这意味着A将创建一个临时对象，该对象将被复制/移动到名为 的参数someA。但编译器被允许省略这种复制/移动结构作为优化。

为了验证这一点，您可以将标志传递-fno-elide-constructors 给 C++11 或 C++14 中的编译器（这将告诉编译器不要进行涉及复制/移动构造的优化），您将看到这确实是发生的情况：如给定的演示链接所示：

使用 fno-elide-constructors 演示 C++11。

使用 C++11 和标志的程序的输出-fno-elide-constructors将是：

Constructed A.
copy ctor
copy ctor
A destroyed.
A destroyed.
A destroyed.

请注意，该标志-fno-elide-constructors只会影响使用 C++17 之前版本标准的C++11 程序的输出。从 C++17 开始，将不再有对复制构造函数的额外调用。演示 C++17

Answer 2

你错了，它不是构造一次，而是构造两次：第一次作为临时对象，第二次当复制到 B 对象时。

但是，用于的复制构造函数是隐式生成的，并且不提供任何输出。显式添加一个，您将看到：

A(A const&)
{
    std::cout << "Copied A.\n";
}