C++17强制复制消除为何失效？异常抛出捕获场景存疑

问题描述 #

测试代码 #

#include <iostream>
using namespace std;

struct Error {
   Error() { cout << "Constructor called\n"; }
   Error(const Error&) { cout << "Copy Constructor called\n"; }
};
void test() {
   throw Error();
}
int main() {
   try {
      test();
   }
   catch (Error e) {
   }
}

运行环境与输出 #

在C++17及更高版本环境下运行后，输出如下：

Constructor called
Copy Constructor called

疑问 #

根据C++17的Guaranteed Copy elision规则，抛出并按值捕获异常时必须执行复制消除，但实际却看到了拷贝构造函数被调用的输出，请问遗漏了什么要点？

解答 #

你误解了C++17保证复制消除的适用场景。保证复制消除仅针对纯右值（prvalue）直接初始化对象的情况，而异常对象的创建和捕获流程有特殊规则：

• 执行throw Error();时，编译器确实可以通过保证复制消除，直接将Error()这个纯右值初始化到异常存储区，这一步不会触发拷贝构造。
• 但catch (Error e)的过程，是将异常存储区的对象拷贝初始化到捕获的局部变量e中——这一步不属于C++17保证复制消除的覆盖范围。因为捕获变量的初始化是从一个左值（异常对象属于左值）进行的，而非纯右值，所以无法消除这次拷贝。

如果要避免这次拷贝，可改用引用捕获：

catch (const Error& e) {
}

此时只是绑定到异常对象的引用，不会创建新对象，自然不会触发拷贝构造函数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NJMR