Question

我使用vector::emplace_back以避免在填充向量时构造时态对象。这里有一个简化版本：

class Foo {
public:
    Foo(int i, double d) : i_(i), d_(d) {}
    /* ... */
};

std::vector<Foo> v;
v.reserve(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
    v.emplace_back(1, 1.0);

但我想改用std::fill_n：

v.reserve(10);
std::fill_n(std::back_inserter(v), 10, Foo(1, 1.0));

通过这种方式，可以创建临时副本。我不知道在这种情况下如何使用emplace。我想我需要像std::back_emplacer这样的东西，但我找不到这样的东西。这是C ++ 11的一部分，但还没有在GCC中实现？如果它不是C ++ 11的一部分，还有其他方法吗？

Answer 1

通常使用元组来简化传递可变数量的项目（在这种情况下，参数转发到emplace_back），并使用a little technique将元组解包回来。因此，可以通过要求用户使用元组工厂函数（back_emplacer，std::make_tuple，std::tie之一）来编写std::forward_as_tuple实用程序。感：

#include <type_traits>
#include <tuple>

// Reusable utilites

template<typename T>
using RemoveReference = typename std::remove_reference<T>::type;
template<typename T>
using Bare = typename std::remove_cv<RemoveReference<T>>::type;

template<typename Out, typename In>
using WithValueCategoryOf = typename std::conditional<
    std::is_lvalue_reference<In>::value
    ,  typename std::add_lvalue_reference<Out>::type
    , typename std::conditional<
        std::is_rvalue_reference<Out>::value
        , typename std::add_rvalue_reference<Out>::type
        , Out
    >::type
>::type;

template<int N, typename Tuple>
using TupleElement = WithValueCategoryOf<
    typename std::tuple_element<N, RemoveReference<Tuple>>::type
    , Tuple
>;  

// Utilities to unpack a tuple
template<int... N>
struct indices {
    using next = indices<N..., sizeof...(N)>;
};

template<int N>
struct build_indices {
    using type = typename build_indices<N - 1>::type::next;
};
template<>
struct build_indices<0> {
    using type = indices<>;
};

template<typename Tuple>
constexpr
typename build_indices<std::tuple_size<Bare<Tuple>>::value>::type
make_indices() { return {}; }

template<typename Container>
class back_emplace_iterator {
public:
    explicit back_emplace_iterator(Container& container)
        : container(&container)
    {}  

    template<
        typename Tuple
        // It's important that a member like operator= be constrained
        // in this case the constraint is delegated to emplace,
        // where it can more easily be expressed (by expanding the tuple)   
        , typename = decltype( emplace(std::declval<Tuple>(), make_indices<Tuple>()) )
    >
    back_emplace_iterator& operator=(Tuple&& tuple)
    {
        emplace(*container, std::forward<Tuple>(tuple), make_indices<Tuple>());

        return *this;
    }

    template<
        typename Tuple
        , int... Indices  
        , typename std::enable_if<
            std::is_constructible<
                typename Container::value_type
                , TupleElement<Indices, Tuple>...
            >::value
            , int
        >::type...
    >
    void emplace(Tuple&& tuple, indices<Indices...>)
    {
        using std::get;
        container->emplace_back(get<Indices>(std::forward<Tuple>(tuple))...);
    }

    // Mimic interface of std::back_insert_iterator
    back_emplace_iterator& operator*() { return *this; }
    back_emplace_iterator& operator++() { return *this; }
    back_emplace_iterator operator++(int) { return *this; }

private:
    Container* container;  
};

template<typename Container>
back_emplace_iterator<Container> back_emplacer(Container& c)
{ return back_emplace_iterator<Container> { c }; }

代码的演示是available。在您的情况下，您想要致电std::fill_n(back_emplacer(v), 10, std::forward_as_tuple(1, 1.0));（std::make_tuple也可以接受）。你还需要通常的迭代器来完成这个功能 - 我推荐使用Boost.Iterators。

但我必须强调的是，与std::fill_n一起使用时，这样的实用工具并没有带来太大的帮助。在你的情况下，它将保存临时Foo的构造，支持一个引用元组（如果你使用std::make_tuple，则为元组值）。我将它留给读者，以找到back_emplacer有用的其他算法。

Answer 2

你是对的，标准中没有back_emplacer。你可以完全自己写一个，但是为了什么？

当你调用emplace_back时，你必须提供构造函数（任何构造函数）的参数：例如vec.emplace_back(1, 2)。但是，您不能随意在C ++中传递参数元组，因此back_emplacer将仅限于一元构造函数。

对于fill_n，您提供了一个将复制的参数，然后back_inserter和back_emplacer将调用相同的复制构造函数同样的论点。

请注意，有generate和generate_n算法可用于构建新元素。但同样，任何临时副本都可能被删除。

因此我认为back_emplacer的需求相当轻，主要是因为语言不支持多个返回值。

修改

如果您查看下面的评论，您会发现使用std::forward_as_tuple和std::is_constructible组合可以编写back_emplacer机制。感谢Luc Danton的突破。

Answer 3

class Foo {
public:
  Foo(int i, double d) : i_(i), d_(d) {}
};

std::vector<Foo> v;
v.reserve(10);
std::generate_n(std::back_inserter(v), 10, [&]()->Foo{ return {1, 1.0}; });

RVO允许将函数的返回值直接省略到它将被存储的位置。

虽然逻辑上创建了临时文件，但实际上并没有创建临时文件。并且您可以访问周围范围内的所有变量来决定如何创建元素，而不仅仅是常量，如果需要的话。

Answer 4

不会有任何“临时副本”。将只有一个临时文件，即您传递给fill_n的临时文件。它将被复制到每个值中。

即使有back_emplacer，你会怎么称呼它？ emplace函数族包含构造函数参数; fill_n将对象复制到迭代器中。

Answer 5

我最近向愚蠢的库提交了一个emplace_iterator类和相关的实用程序函数。我相信它解决了原始问题并支持自动解压缩传递给std::tuple的{{1}}个参数。

修改：已更新链接：https://github.com/facebook/folly/blob/master/folly/container/Iterator.h

operator=

class Widget { Widget(int, int); }; std::vector<Widget> makeWidgets(const std::vector<int>& in) { std::vector<Widget> out; std::transform( in.begin(), in.end(), folly::back_emplacer(out), [](int i) { return folly::make_emplace_args(i, i); }); return out; }类似于folly::make_emplace_args，但会将其参数完美转发给std::make_tuple构造函数。（Widget和类似的可能会产生额外的副本，并且不会保留左值与右值类型。）在此特定示例中，使用std::make_tuple会产生相同的效果。

Answer 6

我在（https://stackoverflow.com/a/12131700/1032917）上看到过@LucDanton的回答，我仍然看不到使代码过于复杂的意义（除了它是在2012年写的，但即使如此... ）。无论如何，我发现以下代码与Luc的功能相同：

template <typename Container>
class back_emplace_iterator
{
public:
    explicit back_emplace_iterator(Container & container)
        : container(std::addressof(container))
    {}

    template <typename... Args>
    back_emplace_iterator & operator=(Args &&... args)
    {
        static_assert(std::is_constructible_v<typename Container::value_type, Args...>, "should be constructible");

        assert(container);
        container->emplace_back(std::forward<Args>(args)...);

        return *this;
    }

    // Mimic interface of std::back_insert_iterator
    back_emplace_iterator & operator*()
    {
        return *this;
    }
    back_emplace_iterator & operator++()
    {
        return *this;
    }
    back_emplace_iterator operator++(int)
    {
        return *this;
    }

private:
    Container * container;
};

template <typename Container>
back_emplace_iterator<Container> back_emplacer(Container & c)
{
    return back_emplace_iterator<Container>{c};
}

使用C ++ 17中的CTAD，您甚至可以摆脱back_emplacer并编写back_emplace_iterator(my_container)，而无需显式给出模板参数。

使用带有std :: fill等算法的emplace

6 个答案: