Как компилятор определяет, когда RVO безопасен?

RVO может только инициализировать новый объект, но не переназначать существующий объект. Итак, в этом случае:

Thing thing = make_thing();

адрес thing передается функции, которая инициализирует его на месте.

В этом случае:

thing = make_thing();

РВО (вообще) создает временный, который потом присваивается thing. Не будет никаких утечек или подобных проблем, пока тип правильно назначается. Поскольку это временное rvalue, его можно переместить, что может оказаться более эффективным, чем копирование. Если тип присваивается тривиально, то это присваивание также может быть опущено — компилятор будет знать, так ли это, когда он выбирает, как вызывать функцию.

Оптимизация возвращаемого значения — это частный случай исключения копирования. Это может произойти в следующей ситуации, описанной в стандарте:

в операторе возврата в функции с типом возвращаемого значения класса, когда выражение является именем энергонезависимого автоматического объекта (кроме параметра функции или предложения catch) с тем же типом cv-unqualified, что и тип возвращаемого значения функции, операцию копирования/перемещения можно опустить, встроив автоматический объект непосредственно в возвращаемое значение функции.

Нет причин, по которым это должно привести к утечке памяти. Если класс выполняет некоторое динамическое выделение в своем конструкторе, это произойдет, когда объект создается непосредственно в возвращаемом функцией значении.

В ответ на ваш комментарий (где foo1 и foo2 создают объекты T и возвращают их):

T a = foo1();
a = foo2();

Здесь мы рассматриваем не только RVO, но и другой вид исключения копии, возникающий при попытке создать объект из временного объекта.

В первой строке можно исключить две копии/хода:

1. Возврат построенного объекта из foo1
2. Копирование возвращенного объекта в a

То есть объект, построенный в foo1, может быть создан непосредственно в местоположении a. Если конструктор динамически выделяет некоторый объект, это будет сделано только один раз для объекта a.

Во второй строке можно исключить одиночное копирование/перемещение - только возврат из функции. Таким образом, объект, который создает foo2, будет создан непосредственно в возвращаемом значении функции, а затем будет назначено копирование/перемещение в a. Задания копирования/перемещения не исключаются.

Затем оператор присваивания копирования/перемещения должен гарантировать, что исходный выделенный ресурс будет безопасно удален, а единственным оставшимся ресурсом будет тот, который был создан внутри foo2.