C++ 值初始化自定义容器的项答案

【问题标题】：C++ value initialize items of a custom containerC++ 值初始化自定义容器的项
【发布时间】：2018-12-29 07:54:19
【问题描述】：

让我们以自定义vector 实现为例：

template<typename Object>
class myVector {
public:
    explicit myVector(int size = 0) :
        _size{ size },
        _capasity{ size + SPARE_CAPACITY }
    {
        _buff = new Object[_capasity];
        if (_size > 0) {
            for (int i = 0; i < _size; i++) {
                //_buff[i] = 0;
            }
        }
    }

// more code

private:
    Object * _buff = nullptr;
    int _size;
    int _capasity;
};

所以我的问题是，如何使 myVector 进行值初始化，以防我将其初始化为：

int main() {
    myVector<int> v02(5);                   
}

这里，它包含 5 个int 值，所以我需要它全为零；与其他类型相同。我注释掉了_buff[i] = 0;，因为它特定于int。请给我一些提示。

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 containers value-initialization

【解决方案1】：

就这么简单

for (int i = 0; i < _size; i++)
    _buff[i] = Object{};

或者，您可以摆脱循环并在此处添加一对{}（或()）：

_buff = new Object[_capasity]{};
//                           ^^

但此选项会初始化所有 _capasity 对象，而不是第一个 _size 对象，如 @bipll 所述。

另外，请注意，如果您想模仿std::vector 的行为，您需要分配原始存储（可能是std::aligned_storage）并手动调用构造函数（通过placement-new）和析构函数。

如果Object 是类类型，_buff = new Object[_capasity]; 会为所有_capasity 对象调用默认构造函数，而不是像std::vector 那样为第一个_size 对象调用默认构造函数。

【讨论】：

运行_capasity 初始化，因此要创建一个零元素向量，您需要运行_capasity 构造函数。
@bipll 没错，我错过了。

【解决方案2】：

调用时注意

        _buff = new Object[_capasity];

（顺便说一句，你为什么把这个初始化从初始化列表中移到构造函数体中？）你已经有了默认初始化的_capasity对象。默认初始化在这里有以下效果：虽然标量类型的元素将保持未初始化（并从它们读取 UB），但对于您已经调用 _capasity 构造函数的类类型。

为了避免不必要的结构，您有以下可能的选择：

使用std::aligned_alloc分配未初始化的内存：
```
explicit myVector(std::size_t size = 0) :
    size_{ size }
    , capacity_{ size + SPARE_CAPACITY }
    , buff_{std::aligned_alloc(alignof(Object), _capacity)}
{
    if(!buff_) throw std::bad_alloc();
    if(size) new (buff_) Object[size]{}; // empty braces answer your original query
}
```
请记住，当向量增长时，buff_ 应该是 aligned_alloced（对于普通类型可以是 std::realloc()ed），在析构函数中它应该是 std::free()d — 并且在此之前是 size_ 对象它应该被破坏（显式调用~Object()）。

将buff_ 的类型更改为更简单但正确对齐的类型：

    using Storage = std::aligned_storage_t<sizeof(Object), alignof(Object)>;
    Storage *buff_;
    Object *data_ = nullptr;
public:
    explicit myVector(std::size_t size = 0) :
        size_{ size }
        , capacity_{ size + SPARE_CAPACITY }
        , buff_{new Storage(_capacity)}
    {
        if(size) data_ = new (buff_) Object[size]{};
    }

同样，在析构函数中，对象应该被手动销毁，但这次buff_ 之后可以简单地为delete[]d。

【讨论】：