C++ 标准列表和默认可构造类型答案

【问题标题】：C++ standard list and default-constructible typesC++ 标准列表和默认可构造类型
【发布时间】：2010-10-16 06:33:25
【问题描述】：

为什么std::list<T> 的单参数构造函数要求T 是默认可构造类型？我的意思是以下代码无法编译。

struct Foo { // does not have default constructor.
  Foo (int i) {} 
}
int main(void) {
  std::list<Foo> l(10);
}

似乎可以使用construct and destroy idioms，就像他们已经在 std::vector 中所做的那样，尽管列表类有更多的簿记。

在相关说明中，为什么列表中没有容量功能？您可以争辩说，这样的功能会预先支付内存分配成本并在以后消除开销，因为您 push_back 对象。至少会让两个STL序列容器的接口稍微一致。

【问题讨论】：

std::vector 没有这样的限制。我的问题是为什么不在 std::list 中也使用相同的技术（创建/销毁习语）？
为什么你删除了对我的回答的评论？
我的评论有误。我不希望错误的信息四处飘荡。
对于没有默认构造函数的类，可以将两个参数传递给列表和向量构造函数。原型实例作为第二个参数给出，它被克隆（使用复制构造函数）的次数与第一个参数一样多。如果您不提供原型实例，则剩下的唯一选项是默认构造函数。请参阅cplusplus.com/reference/stl/vector/vector 和 cplusplus.com/reference/stl/list/list 和 punchlet.wordpress.com/2009/12/03/letter-the-third/#comments

【解决方案1】：

所以你的问题真的是“为什么列表中没有储备和容量功能？”

答案是没有理由提前为列表保留内存——添加新元素永远不需要对现有元素进行重新分配和复制，不要求保存列表内容的内存是连续的，并且迭代器执行list::push_back() 时不要失效。

所有这些都是vector<>::reserve() 存在的原因，而为新元素保留内存是vector<> 将new 放置到原始内存中的原因。

【讨论】：

【解决方案2】：

没有一般要求类型是默认可构造的 - 它必须是可复制和可分配的。您的代码不起作用，因为您尝试创建一个包含 10 个项目的列表——它们必须以某种方式构造，因此必须使用默认构造函数——但仅限于这种特定情况。如果您创建一个空列表并添加到其中，则不会有这样的要求。

其他容器也是如此 - 尝试编译以下内容：

#include <vector>

struct A {
    A( int x ) : z(x) {}
    int z;
};

std::vector <A> a(10);

关于您问题的第二部分，我只是观察到接口的一致性不是标准容器的主要设计标准 - 例如，无意将一种容器类型作为“插入式容器” “换另一个。 Scott Meyers 的“Effective STL”一书的第 1 项和第 2 项对此进行了很好的讨论。

【讨论】：

是的，std::vector 确实要求它们是默认可构造的（至少在您调用适当的构造函数/函数时）。如果我执行 std::vector v(5)，如果 Foo 不是默认可构造的，v 应该包含什么？
我收回我的话。 vector 对它的单参数构造函数确实有这个限制。对困惑感到抱歉。我想我的问题是为什么列表中没有储备和容量功能。
我也喜欢 Neil 在代码 sn-p 之后的回答部分。我会重温 Scott Meyers 的书。

【解决方案3】：

为什么是单参数 std::list 的构造函数需要 T 成为默认可构造类型？

因为这个构造函数 - 创建带有元素的列表（作为参数传递的数字）。每个元素的值将是默认值。您也可以使用带有两个参数的构造函数，用于创建包含将使用第二个元素值初始化的元素的列表。

在相关说明中，为什么不使用列表中的容量函数？

这没有意义，因为向列表添加新元素的成本比使用矢量的情况要少得多。

std::vector 没有这样的限制。我的问题是为什么不使用相同的技术（创建/销毁成语）在 std::list 也是？

这不是限制。因为如果您不使用此类构造函数，则不需要默认初始化程序。矢量也是如此。

【讨论】：

【解决方案4】：

std::list 没有容量函数，因为它没有意义；它永远不必像矢量那样调整大小。它的容量只受可用内存的限制，不易确定。

根据您的要求，我认为您实际上想要reserve()。这对于矢量来说是一次性的，因为它（非常）需要这样的东西；没有特别要求使所有 STL 容器中的所有功能保持一致，尤其是当它们对其他人毫无意义时。

您可以使用自定义分配器实现相同的效果。正如 Manuel 建议的那样，看看 boost。

【讨论】：

【解决方案5】：

Neil already answered the main question.

另外请注意，调用 resize() 时需要一个默认构造函数。

你可以通过一个指向对象的 STL 列表来规避这个问题，但我想这对你来说已经很明显了。

在相关说明中，为什么不使用列表中的容量函数？你可以争辩说这样的功能会支付内存分配成本预先和以后消除开销 push_back 对象。至少会制作两个STL的接口排序容器稍微多一点一致。

我猜这里的问题是STL lists allow cross-list splicing。如果您想预先分配内存，请查看Boost Pool Allocator。

【讨论】：

【解决方案6】：

原因是，当您构造一个包含 n 个元素的列表（其中 n 是您在构造函数中使用的参数）时，该列表会用 T() 的副本填充其包含 n 个元素的结构。

【讨论】：