c++ - 复制初始化与直接初始化已更改？

This question already has answers here:

How does guaranteed copy elision work?

(1个答案)

What are copy elision and return value optimization?

(5个答案)

3年前关闭。

我很早以前就了解到，复制初始化会创建一个临时对象，然后将其用于初始化目标，尽管后者的复制构造函数已被优化。但是编译器仍然假装使用它，检查是否存在并允许访问。

我注意到updated GOTW posts中的Herb Sutter提到，当使用auto时，这不再成立。

具体来说，Herb(写于2013年)仍然大致陈述了熟悉的规则:

If x is of some other type, conceptually the compiler first implicitly converts x to a temporary widget object… Note that I said “conceptually” a few times above. That’s because practically compilers are allowed to, and routinely do, optimize away the temporary — from GOTW #1

他后来注意到，当使用auto(在auto w = x;中)时，仅调用单个副本构造函数，因为没有办法先转换x。

如果函数返回迭代器(因此是右值):

After all, as we saw in GotW #1, usually that extra = means the two-step “convert to a temporary then copy/move” of copy-initialization—but recall that doesn’t apply when using auto like this. … presto! there cannot be any need for a conversion and we directly construct i. —GOTW #2 (emphasis mine)

如果从函数返回的类型与使用复制初始化初始化的变量的类型完全相同，则规则将是优化临时变量，但仍检查复制构造函数的访问权限。 Herb表示auto并非如此，而是使用直接初始化。

在其他示例中，他似乎在说(尽管不是很精确)，但在使用auto时，您不再让编译器假装使用复制构造函数。

这是怎么回事？规则改变了吗？所有演示文稿都错过了auto的其他功能吗？

最佳答案

我检查了C++ 17标准(n4659)，在初始化部分找不到auto的任何特殊提及，在auto部分没有找到有关初始化的任何内容。因此，我回到基础知识，详细阅读了初始化规则。和男孩，它改变了! 在C++ 17中，复制初始化的含义不是您先前学到的。 SO上的许多答案以及解释如何需要复制构造函数然后进行优化的教程都已过时，现在是错误的。

C++ 17更改了临时处理方式，以支持更多的复制删除并提供一种解释强制复制删除的方法。简而言之，prvalue不是可以被优化的临时变量，但仍在逻辑上复制(或移动到)它们的最终位置。相反，prvalue有点困惑，没有地址，也没有实际存在。如果确实需要临时工，则将其“物化”。但是这里的想法是，可以将prvalue折叠起来，并且可以将创建值的代码(例如return语句)与最终目标匹配，从而避免创建临时对象。

您可以看到，这直接影响了初始化的含义，并且它本身就删除了有关副本初始化的临时规则。

所以这是交易:

新的初始化规则

直接初始化与复制初始化

此描述涵盖了定义类类型为的对象的情况。也就是说，不是引用，不是原始类型，等等。为了简化说明，我没有在提到复制构造函数的每个地方都提到move构造函数。

C c1 ( exp() );  //exp returns a value, not a reference.
C c2 (v);
C c3 = exp();
C c4 = v;

我们有直接初始化(c1和c2)和复制初始化(c3和c4)。列表形式将单独介绍。

以下情况按优先顺序涵盖。假设先前的规则不匹配，则描述每个规则。

前值

如果源是prvalue(纯rvalue)并且已经是正确的类型，我们将在创建值的位置和最终目标之间进行匹配。也就是说，在c1和c3中，由return中的exp语句创建的值将直接在变量中创建。在基础机器语言中，调用者确定返回值将到达的位置，并将其作为另一个参数或专用寄存器传递给exp或其他。在这里，为此目的传递了c1(或c3)将到达的地址。它总是这样做(以优化的代码)；但从逻辑上讲，调用者设置了一个临时文件，然后将该临时文件复制到c3，但被允许优化副本。现在，没有临时的了。从函数内部的值创建到调用者中声明的变量的直接管道是规范的一部分。

请注意，这个新现实通常会影响prvalue。函数值按值返回对象时，将具有prvalue(纯rvalue)。解释这种情况的段落(§11.6 ¶17.6.1)甚至没有提到复制与直接形式!

这意味着不涉及复制构造函数。假设函数可以通过某种方式创建对象(使用其他构造函数或私有(private)访问权限)，那么当您根本没有可访问的副本构造函数时，可以创建变量。对于工厂来说，这很方便，在工厂中您要控制对象的创建方式，并且类型不可复制且不可移动。

直接，有时是复制

在直接初始化(c2)中，参数用于调用构造函数。作为直接的，考虑显式的构造函数。这应该足够熟悉。

在复制初始化中，如果值与目标是同一类，甚至是派生类，则该值将用作构造函数的参数。那是c4，其中v也是C类，或者是从D派生的C类，因此它是-C。我们假设这是所选的复制构造函数，但是您可以为派生类型使用特殊的构造函数。作为复制初始化，显式构造函数将被忽略。复制构造函数无论如何都不是明确的。但是您可以使用明确的C::C(const D&)!

复制

在其余的副本初始化情况下，可以找到一些转换。对于c4，假设v是E类型。转换函数是在E中定义的转换运算符(例如E::operator C())和在C中定义的非显式构造函数(例如C::C(const E&))。然后将转换结果与直接初始化一起使用。听起来很熟悉……但这是棘手的部分:转换函数可能会产生prvalue!普通的转换运算符将按值返回，因此该运算符的返回值直接在c4中构造。可以编写一个返回引用的转换操作符，因此它是一个左值。但是转换构造函数始终是prvalue。因此，似乎如果使用构造函数，则复制初始化和直接初始化一样直接。但是，现在它已经消失了，只是幻影般的值(value)，而不是暂时的。

列表初始化
C c5 { v1,foo(),7 }; C c6 = { v1,foo(),7 }; C c7 = {exp()};

首先，如果C具有用于初始化列表的特殊构造函数，则将其使用。没有常规的东西适用。

否则，它与以前几乎相同。有一些区别(§11.6.4 ¶3.6):

由于采用了新语法，因此可以在复制初始化表单中为构造函数指定多个参数。例如，c5和c6都指定相同的构造函数参数。在复制初始化中，不允许使用显式构造函数。请注意，我写了不允许不忽略的内容:在常规的复制初始化中，显式构造函数将被忽略，重载解析仅使用非显式形式。但是在复制列表初始化中，所有构造函数都用于重载解析，但是如果选择了显式构造函数，则会出现错误(§16.3.1.7)。

另一个区别是，使用列表语法时，如果将缩窄转换(§11.6.4 ¶7)用于隐式转换，则会将它们标记为错误。

现在一个大惊喜:临时工又回来了!如果是c7，即使exp()是prvalue，规则是将其与构造函数参数匹配。因此，表达式产生了一个类型为C的值，但随后该值用于选择一个构造函数(将是复制构造函数)。由于复制构造函数不能是显式的，因此直接语法和复制语法之间没有区别。

普通程序员需要知道什么？

这一切都相当复杂，但是普通的日常编码人员只需要了解一些简单的规则即可。
prvalue直接通过管道传递到新家。因此，详细信息发生在函数返回中，实际上这里什么也没有发生。因此，复制和直接语法之间没有有意义的区别。
复制初始化与直接初始化会影响explicit构造函数。
直接初始化专门要求构造函数。复制初始化可以使用任何转换方式。

对于列表:
list-initialization可以使用特殊的列表构造函数(例如 std::vector )。
list-initialization提供了构造函数参数，但不允许narrowing conversions。

因此，有关于列表的新部分。但是，实际上，您需要取消学习:忘记转换-然后-(假装)复制业务。

关于c++ - 复制初始化与直接初始化已更改？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/45722686/

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