为何C++标准规定对prvalue的sizeof操作符需执行临时对象实质化？

首先明确：标准中提到的临时对象实质化，在sizeof场景下是编译期的概念，不会导致运行时创建临时对象。

标准规定的背景 #

C++标准（N4860）指出临时对象仅在必要时创建，并列出了触发临时对象实质化的场景，其中包括针对某些未求值操作数的情况；同时明确sizeof的prvalue操作数会应用临时对象实质化转换。

相关标准条款整理如下：

[class.temporary]
临时对象的实质化通常会尽可能延迟，以避免创建不必要的临时对象。[注：以下场景会触发临时对象实质化：
(2.1) — 将引用绑定到prvalue时，
(2.2) — 对类prvalue执行成员访问时，
(2.3) — 对数组prvalue执行数组到指针转换或下标操作时，
(2.4) — 使用花括号初始化列表初始化std::initializer_list<T>类型对象时，
(2.5) — 针对某些未求值操作数时，
(2.6) — 当类型为非cv void的prvalue作为丢弃值表达式出现时。

[expr.sizeof]
若操作数为prvalue，则会应用临时对象实质化转换。

核心解释 #

sizeof是编译期求值的操作符，它的作用是获取类型或表达式结果的大小，这个过程完全在编译阶段完成，不需要运行时执行任何代码。

标准中要求对sizeof的prvalue操作数做实质化转换，目的是为了明确该prvalue对应的具体类型——比如Foo{}是类类型的prvalue，实质化转换只是在编译期确认它的类型是Foo，进而计算Foo类型的大小，不会在运行时生成任何创建临时对象的指令。

编译器在处理sizeof(Foo{})时，只会推导Foo{}的类型，然后直接返回该类型的大小，不会生成构造临时对象的代码。所谓的“实质化”在这里只是编译期的类型推导步骤，和运行时的对象创建没有关系。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ivan Morozko