为什么 map.insert() 方法会调用复制构造函数两次？

Question

我正在创建自定义类Node 以使用map<int,Node> 容器实现二叉树：映射的int 键是Node 对象的标识符。在Node 类中，我必须实现一个复制构造函数。

在地图上插入Node 对象时，我注意到Node 的复制构造函数被调用了两次。为什么？

cout << "node2" << endl;
Node node2;
node2.set_depth(2);
node2.make_it_branch(3,4);

cout << "map" << endl;
map<int,Node> mapping;
cout << "toInsert" << endl;
pair<int,Node> toInsert = pair<int,Node>(2,node2);
cout << "insert" << endl;
mapping.insert(toInsert);

运行上述代码，输出如下：

node2
--- Node()
map
toInsert
--- Node(const Node& orig)
insert
--- Node(const Node& orig)   // Why does the copy constructor be invoked twice?
--- Node(const Node& orig)   // ------------------------------------------------
--- ~Node()
--- ~Node()
--- ~Node()
--- ~Node()

Answer 1

很可能是因为您的映射的值类型是pair<int const, Node>，而不是pair<int, Node>：在映射中，键是常量。

由于insert() 接受pair<int const, Node> const& 并且您提供pair<int, Node>，因此必须构造一个临时对象，然后可以从中复制映射中的值。

要验证它，请更改此行：

pair<int, Node> toInsert = pair<int, Node>(2, node2);

进入这一行：

pair<int const, Node> toInsert = pair<int const, Node>(2, node2);

您应该会看到对复制构造函数的额外调用消失了。

另外请记住，标准库容器的具体实现不需要执行特定数量的副本：实现可能会有所不同，不同的优化级别也会使事情变得不同。

Answer 2

您正在使用pair<int,Node>。 insert 方法采用的类型是map<K,V>::value_type，定义为pair<const K,V>。 编译器必须插入额外的副本才能在这两种类型之间进行转换。

尝试使用map<int,Node>::value_type 而不是pair<int,Node>。最好使用类本身定义的类型，而不是从头开始重新创建它们。

你也可以通过写作来避免你的第一份副本。

map<int,Node>::value_type toInsert(2,node2);

而不是

map<int,Node>::value_type toInsert = map<int,Node>::value_type(2,node2);

Answer 3

当您执行以下操作时：

toInsert = pair<int, Node>(2, node2);

您将node2 传递给pair 对象的构造函数。即使您通过引用传递，从概念上讲，您将 值 绑定在一起，这意味着 pair 对象正在复制 node2 对象。复制 #1。

当您将此pair 对象传递给插入函数时：

mapping.insert(toInsert);

.. 是的，您是通过引用传递的，但容器对所引用对象的生命周期一无所知 (toInsert)。因此，它将自己的副本存储在容器中。复制 #2。