C++17前后对象返回时指针行为与复制消除的技术咨询

先看代码示例：

struct A {
    void* p;
    A() : p(this) {}
    A(const A&); // 禁用平凡可复制性
};

A f() {
    A x;
    return x;
}

int main() {
    A a;  // OK: a.p指向a
    A b = f(); // 疑问：b.p是否可能因编译器是否应用RVO而悬垂，指向f内的x
    A c = A(); // (C++17之前) 疑问：若创建临时对象后销毁，c.p是否会悬垂
               // (C++17起) OK: c.p直接指向c，无临时对象参与
}

具体疑问 #

1. 在A b = f();中，C++17之前的标准下，是否会因编译器是否应用返回值优化（RVO），导致b.p成为悬垂指针指向f函数内的x？
2. 对于A c = A();，已知C17中c.p直接指向c且无临时对象，但C11/14中是否会因临时对象销毁导致c.p悬垂？

注：此代码无法在C03中编译，仅针对C11和C++14标准咨询。

解答 #

问题1：A b = f();的行为分析

在C++17之前，返回值优化（RVO）是编译器可选优化，标准不强制要求实现：

• 若编译器启用RVO：f()中的x会直接在b的内存地址上构造，此时x.p（即最终的b.p）指向的就是b自身，不存在悬垂问题。
• 若编译器不启用RVO：会先在f()栈帧内构造x（x.p指向x），再调用复制构造函数将x复制到b。如果复制构造函数采用默认实现（仅复制成员值），那么b.p会保留x的地址，而x在f()返回后会被销毁，此时b.p就会变成悬垂指针。不过你的代码仅声明了复制构造函数未定义，若走到这一步会触发链接错误。

实际开发中，主流编译器（GCC、Clang、MSVC）在优化模式下都会默认启用RVO，悬垂场景极少出现，但标准层面确实允许这种情况发生。

问题2：A c = A();的行为分析

在C++11/14中，该语句属于可选复制消除场景：

• 若编译器启用优化：会直接在c的内存位置构造对象，跳过临时对象的创建，此时c.p指向c自身，无悬垂风险。
• 若编译器不启用优化：会先构造临时对象（p指向临时对象），再将临时对象复制到c，随后销毁临时对象。如果复制构造函数未修改p的值，c.p会指向已销毁的临时对象，成为悬垂指针。

同样，主流编译器在优化模式下都会消除这个临时对象，但标准未强制要求，理论上存在悬垂可能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者sam