如何在 C++11 中将向量与引用类型实例对象一起使用？答案

【问题标题】：How can I use vector with a reference type instance object in C++11?如何在 C++11 中将向量与引用类型实例对象一起使用？
【发布时间】：2013-06-06 06:19:51
【问题描述】：

在 C++11 中是否可以有没有可复制对象（具有引用实例）的 std::vector ？

struct CanNotCopy {
  int& intref_;
  CanNotCopy(int& i) noexcept : intref_(i) {}
  // How do I make move constructor and operator = ?
};

std::vector<CanNotCopy> hoge; // OK
hoge.resize(10); // default constructor required
int j = 123;
hoge[1] = CanNotCopy(j);  // copy constructor required

【问题讨论】：

如果对象可以移动就足够了。但是，CanNotCopy 类既不是 copyable 也不是 movable，因此它不能用作std::vector 的元素类型。
另外，如果你没有默认构造函数（注意不可移动类当然可以有默认构造函数；但是你的类没有），你必须告诉resize如何构造新的对象。不幸的是，这样做的唯一方法是将对象提供给 copy ，因此您不能将 resize 与既不是默认构造也不是复制构造的类一起使用。
澄清一下，CanNotCopy 类型既可以复制构造也可以移动构造。第二个有问题的行要求类型是可移动的。引用成员会干扰赋值运算符，但不会干扰复制和移动构造函数。（不可分配确实会阻止该类型被视为可复制或可移动。）

标签： c++ c++11

【解决方案1】：

来自std::vector，描述T：

对元素的要求取决于对容器执行的实际操作。一般要求元素类型满足 MoveConstructible 和 MoveAssignable 的要求，但很多成员函数的要求更严格。

CanNotCopy 不可移动或复制，因此不能用作T。

部分解决方案是使用std::reference_wrapper<CanNotCopy> 作为元素类型（可复制但不可默认构造）：

...是一个类模板，它将引用包装在可复制、可分配的对象中。它经常被用作在标准容器（如 std::vector 或 std::pair）中存储引用的机制，这些容器通常不能保存引用。

例如：

std::vector<std::reference_wrapper<CanNotCopy>> hoge;
int j = 19;
CanNotCopy c(j);
hoge.push_back(std::ref(c));
std::cout << hoge[0].get().intref_ << "\n";

resize() 不适用于 std::reference_wrapper<CanNotCopy>，因为它不是默认可构造的。但是，此解决方案是脆弱的，因为在 CanNotCopy 引用的和 CanNotCopy 实例中引用的 int 存在生命周期依赖关系，存在悬空引用的风险。

一种解决方案是使用std::unique_ptr<CanNotCopy> 作为元素类型（可移动且默认可构造）：

std::vector<std::unique_ptr<CanNotCopy>> hoge;
hoge.resize(5);
int j = 19;
hoge[1].reset(new CanNotCopy(j));
std::cout << hoge[1]->intref_ << "\n";

CanNotCopy 中对 int 引用的生命周期依赖仍然存在。

【讨论】：

【解决方案2】：

直截了当，允许vector<CanNotCopy>：

struct CanNotCopy {
  int& intref_;
  CanNotCopy (CanNotCopy && from) : intref_(from.intref_) { }
};

这当然允许您将对象移入和移出向量，但不能创建副本或创建默认构造的元素。我不知道类的语义，特别是我不知道intref_ 是什么意思。你也必须在默认的ctor中初始化它，所以我不能为你写。

【讨论】：

【解决方案3】：

可以通过使用std::optional/boost::optional 包装器来实现。第二个需要使用in-place factories 来实现所需的行为。

【讨论】：

【解决方案4】：

我有同样的问题，已经很好地回答了here：使用std::vector::emplace_back。

【讨论】：