向量 push_back 多次调用 copy_constructor？

Question

我对向量 push_back 的行为方式有点困惑，对于下面的 sn-p，我希望复制构造函数只被调用两次，但输出表明并非如此。是否是向量内部重组导致了这种行为。

输出：

Inside default

Inside copy with my_int = 0

Inside copy with my_int = 0

Inside copy with my_int = 1

class Myint
{
private:
    int my_int;
public:
    Myint() : my_int(0) 
    {
        cout << "Inside default " << endl;
    }
    Myint(const Myint& x) : my_int(x.my_int)
    {
        cout << "Inside copy with my_int = " << x.my_int << endl;
    }

    void set(const int &x)
    {
        my_int = x;
    }
}

vector<Myint> myints;
Myint x;

myints.push_back(x);
x.set(1);
myints.push_back(x);

Answer 1

会发生什么：

1. x 通过push_back 插入。出现一个副本：新创建的元素使用参数初始化。 my_int 被取为零，因为 xs 默认构造函数已将其初始化。

2. 第二个元素是push_back'd；自从到达the internal capacity 后，向量需要重新分配内存。
   由于没有为Myint¹ 隐式定义移动构造函数，因此选择了复制构造函数；第一个元素被复制到新分配的内存中（它的my_int 仍然为零......所以复制构造函数将my_int 再次显示为0）然后复制x 以初始化第二个元素（与第 1 步中的第一个。）。这次x 将my_int 设置为1，这就是复制构造函数的输出告诉我们的。

所以总调用次数是三个。这可能因一种实施方式而异，因为初始容量可能不同。但是，最少需要两次调用。

您可以通过提前预留更多内存来减少副本数量 - 即更高的向量容量，这样重新分配就变得不必要了：

myints.reserve(2); // Now two elements can be inserted without reallocation.

此外，您可以在插入时省略副本，如下所示：

myints.emplace_back(0);

这“放置”了一个新元素 - emplace_back 是一个可变参数模板，因此可以采用任意数量的参数，然后将其转发 - 无需复制或移动 - 到元素构造函数。

¹ 因为有用户声明的拷贝构造函数。

Answer 2

你明白了......这是调整大小。但我只想指出，如果你对构造函数做一些 bean 计数，你可能会对“emplacement”感兴趣：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

class Myint
{
private:
    int my_int;
public:
    explicit Myint(int value = 0) : my_int(value) 
    {
        cout << "Inside default " << endl;
    }
    Myint(const Myint& x) : my_int(x.my_int)
    {
        cout << "Inside copy with my_int = " << x.my_int << endl;
    }
    Myint(const Myint&& x) noexcept : my_int(x.my_int) {
        cout << "Inside move with my_int = " << x.my_int << endl;
    } 
};

int main() {
    vector<Myint> myints;
    myints.reserve(2);

    myints.emplace_back(0);
    myints.emplace_back(1);

    // your code goes here
    return 0;
}

这应该给你：

Inside default 
Inside default

而且，由于noexcept on the move constructor...如果你删除reserve，你会得到一个动作，而不是一个副本：

Inside default 
Inside default 
Inside move with my_int = 0

与副本相比，这种移动数据类型没有真正的优势。但从语义上讲，如果您的数据类型更“重量级”并且有一种“移动”其成员的方式更像是将某个指针的所有权转移到大型数据结构，那么这可能会产生很大的不同。

Answer 3

当向量的大小随着第二个push_back 增加时，必须将向量的现有内容复制到新的缓冲区。为了验证，在第一个push_back之后输出myints.capacity()，应该是1。

Answer 4

这取决于为std::vector 类型的对象保留了多少内存。似乎在第一次执行push_back 时，只为一个元素分配了内存。当第二次调用push_back 时，内存被重新分配为第二个元素保留内存。在这种情况下，已经在向量中的元素被复制到新位置。然后也添加了第二个元素。

您可以自己保留足够的内存来逃避复制构造函数的第二次调用：

vector<Myint> myints;
myints.reserve( 2 );

Answer 5

假设复制构造函数的额外调用来自向量的内部重组是正确的。

更多详情请参阅此答案：https://stackoverflow.com/a/10368636/3708904

或者这个答案是因为复制构造是必要的：https://stackoverflow.com/a/11166959/3708904