Question

我写了以下代码：

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

class AClass
{
    public:
        int data;

        AClass() 
        { data = -333; cout << "+ Creating default " << data << endl; }

        AClass(const AClass &copy) 
        { data = copy.data; cout << "+ Creating copy of " << data << endl; }

        AClass(int d) 
        { data = d; cout << "+ Creating " << data << endl; }

        ~AClass() 
        { cout << "- Deleting " << data << endl; }

        AClass& operator = (const AClass &a)
        {  data = a.data; cout << "= Calling operator=" << endl; }
};

int main(void)
{
    vector<AClass> v;

    for (int i = 3; i--; )
        v.push_back(AClass(i));

    vector<AClass>::iterator it = v.begin();
    while (it != v.end())
        cout << it->data << endl, it++;

    return 0;
}

该程序的输出是：

+ Creating 2
+ Creating copy of 2
- Deleting 2
+ Creating 1
+ Creating copy of 1
+ Creating copy of 2
- Deleting 2
- Deleting 1
+ Creating 0
+ Creating copy of 0
+ Creating copy of 2
+ Creating copy of 1
- Deleting 2
- Deleting 1
- Deleting 0
2
1
0
- Deleting 2
- Deleting 1
- Deleting 0

然后我将课程改为：

class AClass
{
    public:
        int data;

        AClass(int d) 
        { data = d; cout << "+ Creating " << data << endl; }

        ~AClass() 
        { cout << "- Deleting " << data << endl; }
};

输出变为：

+ Creating 2
- Deleting 2
+ Creating 1
- Deleting 2
- Deleting 1
+ Creating 0
- Deleting 2
- Deleting 1
- Deleting 0
2
1
0
- Deleting 2
- Deleting 1
- Deleting 0

当添加新对象时，向量似乎正在复制现有对象，但似乎正在进行大量不必要的分配/删除。为什么是这样？另外，为什么第二个版本在我没有提供复制构造函数时有效？

Answer 1

Vector使用T的常规数组作为其存储 - 当您创建其中一个时，它必须以某种方式初始化空间，并且唯一的选项是默认构造函数。稍后，当您设置索引的值时，它会将其复制到该空间。

在第二个版本中，即使您没有提供复制构造函数，也会自动为您生成一个复制构造函数。如果你声明一个私有的，然后不实现它，你会看到编译器错误（因为你已经抑制了默认的生成）

Answer 2

当添加新对象时，向量似乎正在复制现有对象

添加元素时，例如使用v.push_back(AClass(i));，所做的是创建临时AClass对象并将其传递给push_back。然后push_back必须将此对象复制到容器中。

您看到副本的另一个原因是std::vector将其元素连续存储在数组中。如果底层数组中没有空间并且您尝试向末尾添加另一个元素，则std::vector必须创建一个新数组，将旧数组中的元素复制到新数组中，然后插入新数组元素在最后。如果您不希望发生这种情况，可以在开始插入元素之前调用std::vector::reserve以在std::vector中保留足够的空间，或者可以使用不同的序列容器，例如std::deque ，它不会连续存储其元素。

似乎正在进行大量不必要的分配/删除

在C ++程序中，经常创建和销毁对象。请注意，在您的程序中，AClass复制起来非常便宜：它的大小可能是四个或八个字节，只要大到足以保存其int数据成员。

如果你有一个复制成本昂贵的类型（例如，你可能有一个拥有数千个节点的大型树数据结构），那么复制可能过于昂贵。在这种情况下，您可以将智能指针存储到std::vector中的动态分配对象（例如，std::vector<shared_ptr<AClass> >）。如果您的编译器支持右值引用并且具有移动感知标准库实现，则可以通过实现移动构造函数并移动赋值运算符并使用emplace_back而不是push_back来使可复制的昂贵类型移动

为什么第二个版本在我没有提供复制构造函数时才起作用？

如果您没有声明复制构造函数，编译器会为您提供默认的复制构造函数。

Answer 3

您的对象已被复制，因为vector正在扩展其内部存储空间。如果要避免复制，请事先调用vector::reserve以预分配内存。如果您不提供自己的副本，编译器将为您生成一个（一个复制所有成员）。

Answer 4

首先复制cunstructor isusualy由c ++本身生成，如果你没有提供，并且vector正在复制所有数据，因为它不确定你给他的变量是否具有有效值，只要你提出它，例如你可以使用一些局部变量并将其传递给向量，如果向量不复制你给它的东西，并且你返回该向量，会有一些内存违规。当你向它添加一些新对象时，它需要一个更大的数组来存储它分配一个新数组的所有对象，然后将所有现有数据复制到新数组中。

C ++：将自动分配的对象添加到std :: vector

4 个答案: