C++17/20编译器对返回局部变量的优化：复制消除还是移动构造？

我们先明确给定的类定义：

class Foo {
public:
  Foo() = default;
  Foo(const Foo&) = default;
  Foo(Foo&&) = default;
  // other functions...
private:
  // a bunch of data members...
};

以及待分析的函数：

Foo CreateFoo() {
  Foo foo;
  // Do more things with foo ...
  return foo;  // 此处是否使用了copy elision？若未使用，是否会被优化为return std::move(foo)？
}

1. 复制消除（Copy Elision）的情况 #

在C++17及以后的标准中，这种场景下的复制消除是强制要求的，编译器必须执行返回值优化（RVO），不会调用拷贝构造函数或移动构造函数，而是直接在函数调用的目标内存位置构造foo对象。

具体来说，C++17规定：当函数返回的是一个具有自动存储期的非volatile对象，且该对象的类型与函数返回类型完全匹配时，编译器必须省略拷贝/移动操作，直接将局部对象构造到函数返回的目标区域中。

2. 若复制消除未执行（仅理论极端场景） #

如果出于某些特殊情况（比如编译器刻意关闭优化、代码存在阻止优化的特殊操作，但符合标准的编译器几乎不会出现这种情况）复制消除未发生，那么编译器会自动将return foo处理为return std::move(foo)，也就是调用移动构造函数而非拷贝构造函数。这是因为C++标准规定，当返回的局部对象是返回语句的操作数时，编译器会将其视为右值，优先触发移动构造。

需要注意的是，这种自动移动的行为在C11及以后就已存在，而C17将RVO从可选优化升级为强制要求，所以在合规的C17/C20编译器中，你几乎只会看到复制消除的结果，不会触发移动构造。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者xuhdev