C++ 中的 std::vector 到底是什么？ [复制]

Question

到目前为止，我还没有发现，我完全不知道 std::vector 的性质。

让我解释一下：

Vector 是可增长的，对吧？这意味着，在它内部必须以某种方式动态分配/重新分配内存。像这样的：

class vector {
private:
    int *data;
};

好的。但是这样的定义意味着如果我们通过引用或值将 std::vector 传递给另一个函数——这两种类型的参数传递之间没有区别，并且两个函数都能够修改数据（除非向量是作为 const 传递）。

但是！我尝试了以下方法，但我的想法失败了：

void try_to_modify(vector<int> v) {
    v[2] = 53;
}

int main() {
    vector<int> v(3);
    v[2] = 142;
    try_to_modify(v);
    cout << v[2] << '\n';    // output is: 142

    return 0;
}

那么真相在哪里？ std::vector 到底是什么？

谢谢。

Answer 1

std::vector 是一个容器，它在内部管理其内存并提供自定义的复制构造函数。在此复制构造函数中，分配了新内存并复制了现有数据，这使其成为一项昂贵的操作。如果你想传递一个向量而不复制包含的数据，你可以通过 const 引用传递，例如，const std::vector<int>&。

让我们看看如何实现一个基本的容器，比如 std::vector。

template <typename T>
class MyVector
{
public:
    MyVector (int size)
    : data_ (new T[size])
    , size_ (size)
    {}

    ~MyVector ()
    {
        delete [] data_;
    }

 private:
    T* data_ = nullptr;
    int size_ = 0;
};

如果我们复制这样一个对象，我们会遇到两个问题。首先，正如您所注意到的，内存将指向同一个位置。其次，我们将有两个析构函数来破坏相同的内存，从而导致双重释放。所以，让我们添加一个复制构造函数，它会在复制时被调用。

MyVector (const MyVector& other)
: size_ (other.size_)
{
    data_ = new T[size_];
    std::copy (other.data_, other.data_ + size_, data_);
}

MyVector& operator= (const MyVector& other)
{
    // allocate and copy here to allow for self-assignment
    auto newData = new T[other.size_];
    std::copy (other.data_, other.data_ + size_, newData);

    delete [] data_;

    size_  = other.size_;
    data_ = newData;

    return *this;
}

这就是std::vector 在内部的工作方式。

Answer 2

这不是向量的问题，而是按值传递和按引用传递参数的问题。

void try_to_modify (vector<int> vec) 将原始向量的副本发送给函数，函数对副本进行操作。制作副本时，向量将复制数据。即指向新数据的新指针。

但是，如果您将函数定义为：void try_to_modify(vector<int> & vec)，那么它将向函数发送确切的向量，并且您的函数将对其进行操作。

通过引用传递对象的速度要快得多，而且通常更可取，除非您特别需要副本。