关于编译器对连续的构造+拷贝构造/连续的拷贝构造的优化

一道很坑的题_(:з」∠)_：

以下代码共调用多少次拷贝构造函数？

// 《深度探索C++对象模型》
Weight f(Weight u)
{
	Weight v(u);
	Weight w = v;

	return w;
}

int main()
{
	Weight x;
	Weight ret = f(f(x));
	return 0;
}

1 匿名对象

为了让大家更好地理解上面那道题，我们先来介绍一下什么是匿名对象？
匿名对象可以理解为是一个临时对象，一般系统自动生成的，如你的函数返回一个对象，这个对象在返回时会生成一个临时对象。
语法：类名();
注意：匿名对象，生命周期只在它定义的那一行。

我借助以下代码调试向大家说明：

#include 
using std::cout;
using std::cin;
using std::endl;

class Weight
{
public:
	Weight()
	{
		cout << "Weight()" << endl;
	}

	Weight(const Weight& w)
	{
		cout << "Weight(const Weight& w)" << endl;
	}
	
	~Weight()
	{
		cout << "~Weight()" << endl;
	}
	
	Weight& operator=(const Weight& w)
	{
		cout << "Weight& operator=(const Weight& w)" << endl;
		return *this;
	}
	
	void print()
	{
		cout << "2022-5-25" << endl;
	}
};

// 《深度探索C++对象模型》
Weight f(Weight u)
{
	Weight v(u);
	Weight w = v;

	return w;
}

int main()
{
	Weight x;
	Weight();
	f(x);
	return 0;
}

我们发现44行这个匿名对象调了构造函数之后，马上又调了析构函数。

2.匿名对象的用处

我们平时调用类的成员函数，是不是先定义一个对象，通过对象去调用。
匿名对象还可以这样调用：

还有，如果你只是单纯的想要传参，也可以用匿名对象：

但是我们发现左边传参的方式调用了4次拷贝构造，而右边传参的方式调用了3次拷贝构造。
为什么？因为编译器优化了，编译器会在一个步骤里面，比如说一个表达式里面，如果出现连续的构造+拷贝构造或者连续的拷贝构造，编译器会把它们优化。
左边没的说，因为是分开的，先构造了一个对象，然后把这个对象传参又调用了拷贝构造。
右边是构造了匿名对象之后立马作为参数传参，这个时候编译器就会把它们合二为一，直接构造传参的对象。

还记得我们以前说的拷贝构造的两种方式吗？

class A 
{
public:
	A(int x)
	{}
};

int main()
{
	A a1(1);
	A a2 = 2; // A(2)  -> A a2(A(2))   优化:直接构造
	return 0;
}

关于 A a2 = 2;这行代码，它会先拿2构造一个匿名对象(也叫临时对象)，然后才会拿这个对象去拷贝构造一个a2。这个时候胆大的编译器也会优化，直接构造a2.

注意：C++标准并没有规定是否优化，完全取决于编译器，不过新一点的编译器一般都会做这个优化。

3.题解

3.1 铺垫

如果是以下的代码，我们的程序会调用几次拷贝构造？

ok，我们先自己来算一下。
x传参拷贝构造1次，33、34行各拷贝构造1次，传值返回拷贝构造1次，41返回的结果又拷贝构造给ret，又是1次。是不是应该总共5次呀！

ok，我们看运行结果：

怎么回事？

本来是不是应该这样啊，但是大家注意，41行是不是连续的构造+拷贝构造啊，编译器会把它合二为一，相当于直接用w去构造ret了。

如果大家还是不能确信，请看下图：

这个返回来的w的临时对象就是赋值给ret，因为ret对象已经存在。阻断了编译器的优化。

3.2 解题

所以这道题总共一个调用了7次拷贝构造函数，我们运行一下看是不是：

哈哈，你答对了吗？(:з」∠)