什么时候分配返回值会产生副本？

Question

下面

int main

中有六行正在创建和初始化变量；在这些场景中的哪些（如果有）中，会为作业创建副本？

此外，在

sixthMap

的情况下，是否会发生任何奇怪的事情，因为我们使用带有＆符号的自动推导，但它调用的函数也返回一个引用？

std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>>
createStdObject()
{
    std::unordered_map<std::string, std::vector> newUnorderedMap
    {
        {"A", {"first", "vector", "in", "map"}, 
        {"B", {"second", "vector", "in", "map"}
    };

    return newUnorderedMap;
}

std::unordered_map<std::string, std::vector<std::string>>&
createStdObjectWithReference()
{
    std::unordered_map<std::string, std::vector> newUnorderedMap
    {
        {"A", {"first", "vector", "in", "map"}, 
        {"B", {"second", "vector", "in", "map"}
    };

    return newUnorderedMap;
}

int main()
{
    std::unordered_map<std::string, std::vector> firstMap = newUnorderedMap();
    std::unordered_map<std::string, std::vector> secondMap = createStdObjectWithReference();
    
    const auto thirdMap = newUnorderedMap();
    const auto& fourthMap = newUnorderedMap();

    const auto fifthMap = createStdObjectWithReference();
    const auto& sixthMap = createStdObjectWithReference();
    
}

根据我有限的知识，我的猜测是：

1. firstMap

   和

   thirdMap

   可以是

   newUnorderedMap()

返回值的副本
2. 所有其他都不会导致副本，而是移动/交换

3. sixthMap

   自动声明中的＆符号基本上会被忽略，并且

   sixthMap

   在类型和行为方面与

   fifthMap

   相同

另一方面，在编译时本身显然没有任何返回值实际上需要被复制，因此我认为没有理由它们不应该全部导致移动分配

Answer 1

忽略你的代码有很多（我认为是）打字错误，你无法理解的是 C++ 中最基本的概念之一：对象生命周期。用不精确的方式简单解释一下（为了理解）：

在堆栈上（即本地）创建的每个对象都有其作用域。一旦退出该范围，在该范围内创建的所有对象都将被销毁。此外，每个函数都是一个作用域，这意味着函数中创建的每个对象一旦到达函数末尾就会停止存在。因此，在函数内部创建的对象“比函数更长寿”的唯一方法是将它们复制/移动到函数外部的某个地址。

看似例外的是名为“复制省略”的东西。当您的函数按值返回，并且返回的对象是在该函数中创建的时，将不会涉及复制/移动，并且看起来您新创建的对象逃脱了其范围。然而，实际上，您的对象实际上是在调用站点上创建的，位于该函数的范围之外，而函数仅用于初始化已创建的对象。粗略地说，这就是复制省略的意思。它归结为复制指针，但没有调用构造函数。 因此，有以下代码：

#include <cstdio>
class Lifetime
{
  public:
    Lifetime() { std::puts("default ctor"); }
    Lifetime(Lifetime&&) { std::puts("move ctor"); }
    Lifetime(const Lifetime&) { std::puts("copy ctor"); }
    ~Lifetime() { std::puts("destructor"); }
};

Lifetime make_lifetime() {
    Lifetime l{}; // Lifetime object initialized
    return l; // Lifetime object not destroyed because created outside the function scope
}

const Lifetime& make_lifetime_ref() {
    Lifetime l{}; // Lifetime object created
    return l;     // Lifetime object destroyed
}

int main() {
    const auto lifetime1 = make_lifetime(); // Lifetime object created; copy ctor not called!

    // 'make_lifetime_ref' returns a reference to already destroyed object
    // const auto lifetime2 = make_lifetime_ref(); // oops! undefined behaviour:

    return 0;
}

会产生这样的输出：

$ default ctor
$ destructor

如您所见，不涉及复制。

请注意，

auto

与此无关，即它不会影响复制。因此，在您的情况下，创建

firstMap

、

thirdMap

和

fourthMap

不会涉及复制，而其他三个则会导致未定义的行为。另请注意，这都与局部变量有关，其他规则有一些不同。