重新调整大小时 std::vector 是否复制/移动元素？

Question

我正在使用移动控制器进行学习/刷新练习，但遇到了一些令我意想不到的事情。下面我有一个类person，其中包含一个std::string m_name;。我将其用作复制/移动 c'tors 的测试类。

这里是快速参考的代码：

#include <iostream>
#include <vector>

class person
{
public:
    std::string m_name;
    explicit person(const std::string &name) : m_name(name)
    {
        std::cout << "created " << m_name << std::endl;     
    }
    
    ~person()
    {
        std::cout << "destroyed " << m_name << std::endl;       
    }   
    
    person(const person &other) : m_name(other.m_name)
    {
        m_name += ".copied";
        std::cout << "copied " << other.m_name << " -> " << m_name << std::endl;
    }
    
    person(const person &&other) noexcept : m_name(std::move(other.m_name))
    {
        m_name += ".moved";
        std::cout << "moved " << other.m_name << " -> " << m_name << std::endl;
    }   
};

int main()
{
    std::vector<person> people;
    people.reserve(10);
    
    std::cout << "\ncopy bob (lvalue):" << std::endl;
    person bob{"bob"};
    people.push_back(bob);

    std::cout << "\nmove fred (lvalue):" << std::endl;
    person fred{"fred"};
    people.push_back(std::move(fred));

    std::cout << "\ntemp joe (rvalue):" << std::endl;
    people.push_back(person{"joe"});
    
    std::cout << "\nterminating:" << std::endl;
}

这给了我我期望的输出（主要是，除了为什么 std::string 内容没有“移动”？）：https://godbolt.org/z/-J_56i

然后我删除 std::vector reserve 以便 std::vector 在我添加元素时必须“增长”。现在我得到了一些我真的没想到的东西：https://godbolt.org/z/rS6-mj

现在我可以看到 bob 被复制，然后在添加 fred 时移动，然后在添加 joe 时再次移动。我的印象是 std::vector 在必须重新分配空间时“移动”了。但我认为它执行的是内存复制/移动，而不是逐个对象的复制/移动。真没想到它会调用move构造函数。

现在如果我删除 move c'tor，我发现 bob 被复制了三遍！：https://godbolt.org/z/_BxnvU 这似乎效率很低。

来自 cplusplus.com：

push_back()

Add element at the end 在向量的末尾添加一个新元素， 在其当前的最后一个元素之后。 val 的内容被复制（或 移动）到新元素。

这实际上将容器大小增加了一倍，从而导致 当且仅当-时自动重新分配分配的存储空间 新的向量大小超过了当前向量的容量。

调整大小（）

调整容器大小，使其包含 n 个元素。

如果 n 小于当前容器大小，则内容为 减少到它的前 n 个元素，删除那些超出的元素（并销毁 他们）。

如果 n 大于当前容器大小，则内容为 通过在末尾插入尽可能多的元素来扩展 n的大小。如果指定了 val，则新元素被初始化为 val 的副本，否则，它们是值初始化的。

如果 n 也大于当前容器容量，则自动 重新分配已分配的存储空间。

注意这个函数改变了容器的实际内容 通过插入或删除其中的元素。

我猜它并没有真正描述它“如何”重新分配，但是内存副本肯定是将向量移动到其新分配的内存空间的最快方法？

那么为什么在添加 std::vector 而不是内存副本时调用复制/移动 c'tors？

附注/问题：（任何可能这应该是一个单独的问题）：亲自移动 c'tor 为什么打印 moved fred -> fred.moved 而不是 moved -> fred.moved。看来 std::string 移动分配并没有真正“移动”数据......

Answer 1

如果需要重新定位，将使用类似于std::move(xold.begin(), xold.end(), xnew.begin()); 的内容。它取决于值类型，并且向量通常会在自己的内部放置 new 。但它会移动，如果它可以移动。

你的移动构造函数

person(const person &&other) noexcept;

有一个缺陷：other 不应该是const，因为它必须被允许更改other 以窃取它的资源。在这个移动构造函数中

person(person&& other) noexcept : m_name(std::move(other.m_name)) {}

std::strings 自己的移动构造函数将执行类似于此的操作：

string(string&& other) noexcept : 
    the_size(other.the_size),
    data_ptr(std::exchange(other.data_ptr, nullptr))
{}

还需要添加移动赋值运算符：

person& operator=(person &&other) noexcept;