拷贝构造函数何时被调用？为何我的C++代码未触发拷贝构造？

代码示例 #

#include<iostream>
using namespace std;

class A{
private:
    int x;
public:
    A(){x=10;}
    
    A(int m){x=m; cout << "int m constructor" << m << endl;}
    A(A& a){cout << "copy constructor:" << a.x << endl; x=a.x;}
    A(A&& a){cout << "move constructor:" << a.x << endl; x=a.x;}

};

int main(){
    A a(100);
    A b = a;

    A d = A(30);
    
}

实际输出 #

int m constructor100
copy constructor:100
int m constructor30

预期输出 #

int m constructor100
copy constructor:100
copy constructor:30

疑问点 #

1. 为什么A d = A(30)没有触发拷贝构造函数？
2. A d = A(A(30))同样只输出int m constructor30，是否是编译器优化导致？
3. 拷贝构造函数的准确调用时机是什么？

解答 #

1. 编译器优化：返回值优化（RVO） #

你遇到的现象是C++标准允许的返回值优化（Return Value Optimization, RVO），更具体是临时对象消除。编译器可以直接在目标对象d的内存位置构造临时对象A(30)，完全省略拷贝/移动构造函数的调用。

对于A d = A(30)，编译器会将其优化为直接调用A(int)构造函数初始化d，等价于A d(30)，因此不会触发拷贝或移动构造。同理，A d = A(A(30))这种嵌套的临时对象构造，编译器会直接跳过中间临时对象，直接在d的位置构造最终对象，同样省略所有拷贝/移动操作。

如果想要观察未优化的行为，可以使用编译器选项禁用优化，比如GCC/Clang的-fno-elide-constructors。此时A d = A(30)会触发移动构造函数（而非拷贝构造），因为A(30)是右值，无法绑定到你的拷贝构造函数的非const左值引用A&，但可以绑定到移动构造的右值引用A&&。

2. 拷贝构造函数的准确调用时机 #

拷贝构造函数通常定义为A(const A&)，你的代码中是A(A&)，会限制其使用场景，会在以下场景被调用：

• 拷贝初始化：用一个已存在的左值对象初始化新对象时，比如A b = a;（你的代码中这行触发了拷贝构造）。
• 值传递函数参数：当函数参数是按值传递的同类型对象时，比如void func(A obj)，调用func(a)会触发拷贝构造。
• 值返回对象：当函数按值返回同类型对象时，若未被编译器优化，会触发拷贝构造。
• 显式复制对象：比如调用A c(a);或者A c = static_cast<A>(a);。
• 容器操作：当向容器（如std::vector）中插入/拷贝元素时，若涉及值拷贝，会触发拷贝构造。

注意：如果拷贝构造函数参数是A&（非const），它无法接收临时对象（右值），只有const A&的拷贝构造才能同时接收左值和右值（在没有移动构造的情况下）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者A J