为什么在转换/复制矢量时进行如此多的复制

Question

为什么会有这么多电话复制缺点，我希望只有最后九个？甚至根本不适合返回值优化。

struct C
{
    int _i;
    C(int i) : _i(i) {}
    C(const C& other) { cout << "copy cons from " << other._i << " to " << _i << endl; _i = other._i; }
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    vector<int> vi{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    vector<C> vc;
    transform(vi.begin(), vi.end(), back_inserter(vc), 
        [](int i) 
    { 
        return C(i); 
    });
}

输出：

copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 2 to - 842150451
copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 2 to - 842150451
copy cons from 3 to - 842150451
copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 2 to - 842150451
copy cons from 3 to - 842150451
copy cons from 4 to - 842150451
copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 2 to - 842150451
copy cons from 3 to - 842150451
copy cons from 4 to - 842150451
copy cons from 5 to - 842150451
copy cons from 6 to - 842150451
copy cons from 1 to - 842150451
copy cons from 2 to - 842150451
copy cons from 3 to - 842150451
copy cons from 4 to - 842150451
copy cons from 5 to - 842150451
copy cons from 6 to - 842150451
copy cons from 7 to - 842150451
copy cons from 8 to - 842150451
copy cons from 9 to - 842150451

Answer 1

您的向量vc 必须增长几次。每次这样做时，它都会分配一个更大的内存块，并复制原始元素。

您可以通过使用std::vector::reserve 保留足够的空间来阻止它这样做。

vector<C> vc;
vc.reserve(vi.size());

Answer 2

从程序输出中可以看出，当一个新元素被添加到向量中时，内存被重新分配，向量中已经存在的元素被复制到新的位置。

您可以在运行算法之前预留足够的内存以避免内存重新分配。

vector<C> vc;
vc.reserve( vi.size() );

在这种情况下，可以避免复制构造函数的冗余调用。

但这不是完整的故事。:)

C 类有一个转换构造函数

C(int i) : _i(i) {}

它允许通过将使用 lambda 表达式的算法 std::transform 的调用替换为不使用 lambda 表达式的算法 std::copy 来简化向量 vc 的创建元素。例如

std::copy( vi.begin(), vi.end(), std::back_inserter( vc ) ); 

但这还不是全部。:)

当您使用std::transform 或std::copy 时，将使用两个构造函数：带参数的构造函数和复制构造函数。

您可以避免使用复制构造器并获得更有效的结果。简单地代替方法push_back，最好使用方法emplace_back

这个方法怎么用？

最简单的就是使用基于范围的for语句

for ( int x : vi ) vc.emplace_back( x );

足够清晰易读。

如果你想使用标准算法，你可以编写

std::for_each( vi.begin(), vi.end(), [&vc]( int x ) { vc.emplace_back( x ); } );

在这两种情况下，只会调用带参数的构造函数，避免调用复制构造函数。

自己检查一下。:)