c++ - std::vector push_back() 语义

Question

我知道 std::vector 中的 push_back 在末尾放置了作为参数传递的对象的拷贝。

让我们考虑这个简单的例子

class Foo
{
public:
  Foo(int i=-1) :i_(i) {std::cout << "Foo:" << i_ << std::endl;}

  Foo(const Foo& rhs) 
  {
    i_ = rhs.i_;
    std::cout << "Foo copy CTOR:" << i_ <<  std::endl;
  }

  ~Foo() {std::cout << "~Foo:" << i_ << std::endl;}

private:
  int i_;
};

还有这段代码

void testObjects()
{
  std::vector<Foo> vFoo;

  for (int i=0; i < 3; i++)
  {
    std::cout << std::endl;
    Foo aFoo(i+100);
    vFoo.push_back(aFoo);
    std::cout << "i=" << i << " vector size=" << vFoo.size() 
              << std::endl;
  }
  std::cout << "end of loop - vector size=" << vFoo.size() 
            << std::endl << std::endl;
}

我得到的结果是:

Foo:100
Foo copy CTOR:100
i=0 vector size=1
~Foo:100

Foo:101
Foo copy CTOR:100
Foo copy CTOR:101
~Foo:100
i=1 vector size=2
~Foo:101

Foo:102
Foo copy CTOR:100
Foo copy CTOR:101
Foo copy CTOR:102
~Foo:100
~Foo:101
i=2 vector size=3
~Foo:102
end of loop - vector size=3

~Foo:100
~Foo:101
~Foo:102

我的印象是 vector 将其大小增加了一个(如预期的那样)并且其内容被移动(向下？)，导致额外的 (??) 复制构造。 我说得对吗？

提前感谢您的宝贵时间。

问候

Answer 1

vector 的内容不移动，否则 push_back() 无法摊销常数时间。

根据输出，我认为您的 std::vector 实现从容量 0 或 1 开始，并在超出容量时加倍容量。您看到的不是 vector 内容的移动，而是内部内存缓冲区的重新分配。

为了验证，在 vFoo 声明之后添加这一行:

vFoo.reserve(16);

在那之后你不应该看到额外的复制构造函数调用。

或者，您可以将测试代码运行到更大大小的 vector (至少最多 4)，并验证所有元素的复制构造发生的频率越来越低。从长远来看，对于 N 次插入，最多应该有 O(log N) 次重新分配。

如果不是上述情况，则表明您正在使用不符合 C++ 标准的 std::vector 的损坏实现。