为何删除拷贝/移动构造函数时C++命名返回值优化编译失败？

问题场景 #

在gcc 13.1环境下，测试C++11/17/20/23标准代码时发现：

• 当结构体Foo删除拷贝或移动构造函数后，返回命名局部对象的makeFoo()无法编译；若不删除构造函数，命名返回值优化（NRVO）会生效，全程无拷贝/移动操作。
• 直接返回prvalue（临时对象）的makeFoo()不受构造函数删除的影响，普通返回值优化（RVO）正常工作，代码可编译运行。

测试代码示例 #

#include <memory>
#include <iostream>

struct Foo{
    Foo(int v): a{v} { std::cout << "Create!\n"; }
    ~Foo() { std::cout << "Destruct!\n"; }

    Foo(const Foo&)=delete;
    Foo(Foo&&)=delete;
    
    int a;
};

// 无法编译！
Foo makeFoo() {
    Foo foo{5};
    return foo;
}

// 可正常编译！
//Foo makeFoo() {
//    return Foo{5};
//}

int main() {
    auto foo = makeFoo();
    std::cout << "Hello world! " << foo.a << "\n";
}

现象解释 #

核心差异在于C++标准对两种返回值优化的「合法性前提」要求不同：

1. 命名返回值优化（NRVO）：优化可选，需保证未优化路径合法 #

NRVO针对返回函数内命名局部对象的场景（比如代码中的foo）。虽然主流编译器（如gcc）几乎都会触发NRVO，直接在调用方的内存空间构造对象，跳过拷贝/移动，但C++标准明确规定：

NRVO是编译器的可选优化，无论是否执行优化，代码必须保证「如果不做优化时也能合法编译」。

当你写return foo;时，编译器首先要检查：如果不做NRVO，是否能通过拷贝或移动构造函数将foo转移到返回值位置？由于Foo删除了这两个构造函数，这条「未优化路径」是非法的，因此编译器直接报错，不会考虑是否执行优化。

反之，若不删除构造函数，编译器会触发NRVO，实际运行时不会调用拷贝/移动构造函数——但这只是编译器的优化行为，并非标准强制要求。

2. 普通返回值优化（RVO）：C++17及以后为强制语义，无需依赖拷贝/移动构造函数 #

针对直接返回prvalue（比如return Foo{5};这种临时对象）的场景，C++17对语言语义做了重大修改：

此类场景下的RVO不再是可选优化，而是语言的强制语义——编译器必须直接在调用方的目标变量位置构造临时对象，完全跳过拷贝/移动步骤。

这意味着从C++17开始，return Foo{5};等价于直接在main()的foo变量位置构造对象，根本不会触发拷贝/移动构造函数的调用，自然也不需要这些构造函数存在。哪怕删除了拷贝/移动构造函数，代码依然合法。

在C11/14标准中，RVO仍是可选优化，但gcc等主流编译器会主动执行优化，因此实际测试中代码也能编译通过——不过严格来说，C11/14标准并未强制要求这种情况下可以跳过构造函数检查，属于编译器的宽松实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nathan Doromal