Как убрать копию при создании цепочки?

Я создаю класс типа цепочки, такой как маленький пример ниже. Похоже, что при объединении функций-членов вызывается конструктор копирования. Есть ли способ избавиться от вызова конструктора копирования? В моем примере с игрушкой, приведенным ниже, очевидно, что я имею дело только с временными, и поэтому «должно» (возможно, не по стандартам, но логически) быть правомочным. Второй лучший вариант - скопировать elision - вызывать конструктор перемещения, но это не так.

class test_class {
    private:
    int i = 5;
    public:
    test_class(int i) : i(i) {}
    test_class(const test_class& t) {
        i = t.i;
        std::cout << "Copy constructor"<< std::endl;
    }
    test_class(test_class&& t) {
        i = t.i;
        std::cout << "Move constructor"<< std::endl;
    }
    auto& increment(){
        i++;
        return *this;
    }
};
int main()
{
    //test_class a{7};
    //does not call copy constructor
    auto b = test_class{7};
    //calls copy constructor
    auto b2 = test_class{7}.increment();
    return 0;
}

Изменить: некоторые разъяснения. 1. Это не зависит от уровня оптимизации. 2. В моем реальном коде у меня есть более сложные (например, выделенные в куче) объекты, чем целые

1. Частичный ответ (он не b2создается на месте, но превращает конструкцию копии в конструкцию перемещения): Вы можете перегрузить incrementфункцию-член в категории значений связанного экземпляра:

   auto& increment() & {
       i++;
       return *this;
   }
   
   auto&& increment() && {
       i++;
      return std::move(*this);
   }

   Это вызывает

   auto b2 = test_class{7}.increment();

   переместить-построить, b2потому что test_class{7}это временно, и &&перегрузка test_class::incrementназывается.

2. Для истинной конструкции на месте (т.е. даже конструкции перемещения) вы можете превратить все специальные и не специальные функции-члены в constexprверсии. Затем вы можете сделать

   constexpr auto b2 = test_class{7}.increment();

   и вы ни ход, ни копирование конструкции, чтобы заплатить. Это, очевидно, возможно для простого test_class, но не для более общего сценария, который не учитывает constexprфункции-члены.

По сути, назначение ссылки на значение требует вызова конструктора, то есть копии или перемещения . Это отличается от copy-elision, когда с обеих сторон функции известно, что это один и тот же отдельный объект. Также ссылка может ссылаться на общий объект, очень похожий на указатель.

Самый простой способ, вероятно, - сделать конструктор копирования полностью оптимизированным. Настройка значения уже оптимизирована компилятором, это просто то, std::coutчто нельзя оптимизировать.

test_class(const test_class& t) = default;

(или просто удалите и конструктор копирования и перемещения)

живой пример

Поскольку ваша проблема связана со ссылкой, решение, вероятно, не возвращает ссылку на объект, если вы хотите прекратить копирование таким способом.

  void increment();
};

auto b = test_class{7};//does not call copy constructor
b.increment();//does not call copy constructor

Третий метод - в первую очередь просто полагаться на исключение копирования - однако это требует перезаписи или инкапсуляции операции в одну функцию и, таким образом, полностью исключает проблему (я знаю, что это не то, что вы хотите, но это может быть решение для других пользователей):

auto b2 = []{test_class tmp{7}; tmp.increment().increment().increment(); return tmp;}(); //<-- b2 becomes 10 - copy constructor not called

Четвертый метод использует вместо этого перемещение, либо вызывается явным

auto b2 = std::move(test_class{7}.increment());

или как видно в этом ответе .