使用-fno-elide-constructors时，C++11传值函数临时对象销毁时机疑问

我把代码从C17改成C11后，遇到了关于临时对象销毁时机的困惑，以下是相关代码、编译命令和输出结果：

代码示例 #

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <initializer_list>
using namespace std;
class A {
public:
    static int s;
    int t = s;
    A(){ cout << "constructed" << t<< endl; s++; }
    A (A&& a) { cout << "in move ctor, moving"<< a.t << " creating" << s << endl; s++; }
    ~A() { cout << "deleting"<< t << endl; }
};
A f1 (A a) {
    std::cout << "f1: " << endl;
    return a;
}
int A::s = 0;
int main() {
    f1(A()) ;
    std::cout << "is still alive!" << endl;
}

编译命令 #

g++ -std=c++11 -fno-elide-constructors -Wall -pedantic -pthread main.cpp && ./a.out

输出结果 #

constructed0
in move ctor, moving0 creating1
f1:
in move ctor, moving1 creating2
deleting2
deleting1
deleting0
is still alive!

我的疑问 #

我无法理解该结果：若f1按值接收A类型参数，传入的是A&&临时对象，那么f1内部应创建临时对象"a"（对应输出中的1），按预期该对象应在f1退出时销毁，但实际它和其他临时对象一起在该行代码结束时销毁。请问：专为函数创建的对象是在函数结束时销毁，还是在创建它的代码行结束时销毁？

解答 #

咱们结合C++11的标准规则一步步拆解这个问题：

1. 先理清对象的创建链

   • 调用f1(A())时，首先会生成第一个临时对象temp0（对应输出的constructed0）；
   • 因为f1是按值传参，所以会用temp0移动构造出函数的形参a（也就是输出里的in move ctor, moving0 creating1，这个a的t值是1）；
   • 你禁用了返回值优化（-fno-elide-constructors），所以函数返回a时，又会从a移动构造出返回值临时对象ret_temp（对应in move ctor, moving1 creating2，这个对象的t值是2）。

2. 为什么形参a没在函数结束时销毁？

   • 正常情况下，函数形参确实会在函数执行完毕后立即销毁，但C++11有个特殊规则：当函数返回的是自动存储期的对象（比如这里的形参a），并且该对象被用来初始化函数调用的返回值临时对象时，形参的生命周期会被延长到整个函数调用表达式结束时。
   • 简单说，f1(A())这一整行是一个完整表达式，它产生的返回值临时对象ret_temp会在这行代码执行完毕后才销毁。而形参a、最初的临时对象temp0的销毁时机被绑定到了ret_temp上，所以三者会在同一时刻被销毁，这就是你看到三个deleting输出都在is still alive!之前的原因。

3. 如果开启返回值优化会怎样？

   • 要是去掉-fno-elide-constructors，C++11允许编译器直接省略中间的两次移动构造：直接把最初的temp0当作形参a使用，再直接作为返回值返回，这样整个流程只会有一次构造和一次销毁，就不会出现多个对象延迟销毁的情况了。

总结一下：

• 普通场景下，函数形参会在函数执行完毕后立即销毁；
• 但当形参被用来初始化函数返回值临时对象时（尤其是禁用返回值优化的场景），它的生命周期会被延长到整个函数调用表达式结束，和其他相关临时对象一起销毁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DsCpp