当使用 std::make_pair 从函数返回一对时，为什么结构化绑定不会发生 RVO？

Question

考虑这段代码，它定义了一个简单的结构Test（带有默认构造函数和复制构造函数）并std::pair <Test, Test>从函数返回 a 。

#include <iostream>
#include <utility>

using namespace std;

struct Test {
    Test() {}
    Test(const Test &other) {cout << "Test copy constructor called\n";}
};

auto func() {
    return make_pair(Test(), Test());
}

int main()
{
    auto [a, b] = func(); // Expectation: copies for a and b are both elided

    return 0;
}

令人惊讶的是，输出是

Test copy constructor called
Test copy constructor called

而修改func为

Test copy constructor called
Test copy constructor called

导致复制构造函数未被调用。我的 g++ 版本是 11.2.0，所以我认为在这种情况下可以保证复制省略，但我可能是错的。有人可以确认我是否误解了 RVO 吗？

Answer 1

std::make_pair是一个通过引用获取参数的函数。因此，临时变量是从两个Test()参数创建的，并从这些参数std::make_pair构造 a std::pair，这需要从参数复制构造对元素。（移动构造是不可能的，因为手动定义的复制构造函数会禁止隐式移动构造函数。）

这与结构化绑定或 RVO 或除 之外的任何其他内容无关std::make_pair。

因为std::pair不是聚合类，所以您std::pair也不能通过简单地直接从两个参数构造 来解决这个问题。为了std::pair从参数列表中就地构造元素，您需要使用它的std::piecewise_construct重载：

auto func() {
    return std::pair<Test, Test>(std::piecewise_construct, std::forward_as_tuple(), std::forward_as_tuple());
}

Answer 2

make_pair不是一个类型；这是一个函数。函数带有参数。这些参数必须是对象或对象的引用。因此，您作为参数传递的纯右值将显示临时值，然后将其用于初始化从make_pair.

由于您的类型是仅复制的，因此它将通过您类型的复制构造函数来执行此操作。

Answer 3

这与 RVO 无关。你打电话时

return make_pair(Test(), Test());

返回值是一对，该对是返回值优化的，因此没有复制该对。

问题是您make_pair使用 2 个类型的对象调用该函数Test。要生成该对，必须将 2 个参数复制到结果对中。所以你缺少的是 AVO，参数值优化，这是 C++ 所没有的。

您可以通过分段构造一对来避免这种情况：

auto func() {
    return pair<Test, Test>{std::piecewise_construct, tuple(), tuple()};
}

在此语法中，您传递构造函数的参数而不是已构造的对象。这样就pair可以将两个Test对象构建到 RVO 优化位置，而无需复制。

缺点是现在您必须担心复制构造函数参数。

如果您不希望复制或移动已创建的对象，通常不要调用任何 STLemplace_*或助手。make_*当您可以使用构造函数的参数调用它们时，最好使用它们，以便它们就地构造对象。