如何让按值返回的函数在堆上分配返回值？C++技术问询

关于两个判断的正确性 #

判断1：C++14中的情况 #

这个判断是正确的。
在C++14标准中，返回值优化（NRVO/RVO）属于编译器可选实现的优化，而非强制要求。如果returnString()通过手段规避了NRVO，会返回一个临时对象。用这个临时对象构造堆上的T时：

• 若T的移动构造函数不可用（比如T是不可移动类型、移动构造被显式禁用），编译器只能调用拷贝构造函数创建堆对象，产生额外拷贝开销；
• 若能直接在堆内存上构造T，则可避免这份不必要的开销。

判断2：C++17中的情况 #

这个判断是正确的。
C++17引入了强制复制消除规则：当纯右值（prvalue）用来初始化同类型对象时，编译器必须直接在目标内存位置构造对象，完全跳过临时对象的创建、移动或拷贝步骤。
对于new T(returnString())，returnString()返回的是T类型的纯右值，编译器会直接在堆分配的内存空间中构造T对象，既不会调用移动构造函数，也不会产生任何拷贝开销——哪怕T没有定义移动构造函数。

泛型类型的更优实现方式 #

分标准版本讨论：

C++17及以后 #

new T(returnString())已经是最优实现，强制复制消除会直接在堆上构造对象，无额外开销。如果偏好安全的指针管理，推荐使用std::make_unique<T>(returnString())，效果完全一致且避免裸指针风险。

C++14及更早 #

在不修改returnString()的前提下，没有完美通用方案，但可做以下优化：

• 优先依赖移动构造：若T支持移动，编译器会自动将临时对象移动到堆上，开销远低于拷贝；
• 使用分配器手动构造：通过std::allocator分配内存并构造对象，写法如下：

  void caller() {
      std::allocator<T> alloc;
      T* heap_ptr = alloc.allocate(1);
      try {
          alloc.construct(heap_ptr, returnString());
          // 使用对象逻辑...
          alloc.destroy(heap_ptr);
          alloc.deallocate(heap_ptr, 1);
      } catch (...) {
          alloc.deallocate(heap_ptr, 1);
          throw;
      }
  }
  

  这种写法和new T(...)性能无差异，但需手动处理异常安全，实际场景中不如直接用new或智能指针便捷。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chuu