从函数返回对象时未调用Copy Constructor的原因咨询

现象 #

拷贝构造函数未被调用，程序运行后无任何输出。

示例代码 #

#include <iostream>
using namespace std;
class Sample
{
    int x;
    int y;
public:
    Sample(int a, int b)
    {
        x = a, y = b;
    }
    Sample(Sample &S)
    {
        cout << "Copy Constructor Invoked" << endl;
        x = S.x;
        y = S.y;
    }
};
Sample fun(int a, int b)
{
    Sample temp(a, b);
    return temp;
}
int main()
{
    Sample S = fun(1, 2);
}

问题 #

从函数fun返回对象时，按逻辑应该创建对象副本并调用拷贝构造函数，但实际未触发调用，程序输出为空，这是什么原因？

原因解释 #

这是因为编译器启用了返回值优化（RVO，Return Value Optimization）。

按照常规逻辑，函数fun里创建的temp对象需要先拷贝到函数返回的临时对象，再拷贝到main里的S对象，理论上会触发两次拷贝构造函数调用。但编译器会直接优化这个过程：它会在main函数中S对象的内存位置直接构造fun里的temp对象，完全跳过了中间的拷贝步骤，所以拷贝构造函数不会被调用，自然看不到输出。

这种优化是C++标准明确允许的，哪怕拷贝构造函数包含诸如打印日志这类副作用，编译器依然可以执行该优化。如果需要验证拷贝构造函数的逻辑，可以通过编译器选项禁用该优化，比如在GCC或Clang中添加-fno-elide-constructors参数，此时就能看到拷贝构造函数被调用的输出了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者surya