禁用返回值优化时，Rational类operator+的临时对象数量疑问

首先，我们来拆解你的问题核心：为什么禁用返回值优化（RVO）时，你认为a + b + c + d会产生6个临时对象，但Scott Meyers却指出“可能会使用3个”？这背后的关键在于编译器对临时对象的消除规则，以及你对RVO禁用场景的假设差异。

1. 单个a + b的临时对象分析 #

先看你提到的operator+实现：

const Rational operator+(const Rational& lhs, const Rational& rhs) {
    return Rational(lhs) += rhs;
}

你认为这里会创建2个临时对象：

• 第一个：Rational(lhs)构造的匿名临时对象（记为T1）
• 第二个：将T1复制到operator+返回值的临时对象（记为T2）

这个分析在完全禁用所有复制消除的极端场景下是对的，但实际编译器的行为并非如此：
return Rational(lhs) += rhs;中的Rational(lhs)是一个匿名临时，而operator+=返回的是它的引用。编译器可以识别到这个引用指向的是一个即将被返回的临时对象，因此会直接将Rational(lhs)构造在operator+返回值的内存位置上——这属于RVO的一种特殊情况，很多编译器即使在禁用命名返回值优化（NRVO）的选项下，仍然会对匿名临时的返回做这种优化。

在这种优化下，operator+只会创建1个临时对象（就是返回值本身），而不是2个。

2. a + b + c + d的临时对象计数 #

表达式a + b + c + d会被解析为((a + b) + c) + d，对应3次operator+调用：

• 第一次调用operator+(a, b)：产生1个临时对象（记为T1，即a+b的结果）
• 第二次调用operator+(T1, c)：产生1个临时对象（记为T2，即(a+b)+c的结果）
• 第三次调用operator+(T2, d)：产生1个临时对象（记为T3，即最终结果）

总共3个临时对象，这就是Scott Meyers所说的“每个operator+调用对应一个”的情况。

而你假设的6个临时对象，只有在编译器完全不做任何复制消除的情况下才会发生——但这种情况在现实中几乎不存在，因为C++标准明确允许编译器消除这种不必要的临时对象复制，无论是否开启显式的RVO选项。

3. 关于你对RVO启用场景的误解 #

你提到“若启用返回值优化，则不会创建任何临时对象”，这是不准确的：
即使启用RVO，a + b的返回值仍然是一个临时对象（比如赋值给result时，这个临时对象会被移动或复制到result中）。RVO只是消除了operator+内部的临时对象复制，而不是消除返回值本身的临时对象。

总结一下：Scott的结论基于编译器对匿名临时返回的常规优化行为，而你的分析是基于极端的“完全禁用所有复制消除”场景——这就是两者差异的根源。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3266738