Rust是否会可靠优化掉即将被立即丢弃的clone()调用？

99%的场景下这都无关紧要，但对于像我这样有点焦虑的开发者来说，还是想彻底弄明白：

假设调用一个复杂库函数，它返回一个可变引用，而我需要返回该引用指向的值。刚好这个引用指向的类型实现了Clone trait，为了避免大量重构，我写出了如下代码：

fn common_behavior(specs: Specs) -> ClonableThing {
    let mut intermediate_thing = IntermediateThing::new(specs);
    let clonable_thing: &mut ClonableThing = intermediate_thing.create_mut_ref_to_thing();

    // 这里的clone操作能被可靠地优化掉吗？
    std::mem::replace(clonable_thing, clonable_thing.clone())
}

显然，clonable_thing.clone()生成的替换值会在intermediate_thing及其他变量离开作用域时被立即丢弃，但我们能不能指望克隆操作本身不会被执行？前提是intermediate_thing是一个相当复杂的结构体，克隆仅由#[derive(Clone)]自动生成。

结论：不能依赖这个优化被可靠执行 #

原因很直接：

• Rust依赖LLVM做优化，但LLVM的死代码消除（DCE）只会移除完全无副作用且未被使用的代码。如果ClonableThing包含Rc/Arc这类带引用计数的类型，克隆会修改计数，属于有副作用操作，编译器绝对不会优化掉；哪怕是纯数据结构，只要编译器无法明确判定克隆操作没有副作用，就不会贸然移除。
• 当intermediate_thing结构复杂时，编译器可能无法追踪到"克隆出的值完全没被使用"这一逻辑，导致优化失效。

更可靠的替代方案 #

1. 修改库代码（如果可行）：给IntermediateThing添加一个转移所有权的方法，比如take_thing(&mut self) -> ClonableThing，直接拿到值的所有权，完全不需要克隆。
2. 用轻量默认值替换（如果类型实现Default）：

fn common_behavior(specs: Specs) -> ClonableThing {
    let mut intermediate_thing = IntermediateThing::new(specs);
    let clonable_thing: &mut ClonableThing = intermediate_thing.create_mut_ref_to_thing();
    
    let result = clonable_thing.clone();
    // 用Default生成的轻量值替换原位置，避免克隆替换值
    std::mem::replace(clonable_thing, ClonableThing::default());
    
    result
}

这种写法虽然还是要克隆目标值，但替换值的开销更小，逻辑也更清晰，不会依赖不确定的优化。
3. 如果类型实现Copy：直接解引用返回即可（*clonable_thing），但既然用到Clone，大概率没实现Copy。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dunedubby