STL 容器如何复制对象？答案

【问题标题】：How do STL containers copy objects?STL 容器如何复制对象？
【发布时间】：2009-11-07 13:35:54
【问题描述】：

我知道像 vector 这样的 STL 容器会在添加对象时复制它。 push_back 方法看起来像：

void push_back ( const T& x );

我很惊讶地看到它把项目作为参考。我写了一个示例程序来看看它是如何工作的。

struct Foo
{
    Foo()
    {
        std::cout << "Inside Foo constructor" << std::endl;
    }

    Foo(const Foo& f)
    {
        std::cout << "inside copy constructor" << std::endl;
    }
};

Foo f;
std::vector<Foo> foos;
foos.push_back(f);

这会复制对象，我可以看到它正在调用 copy-constructor。

我的问题是，当push_back 将项目作为参考时，它是如何调用复制构造函数的？还是我在这里遗漏了什么？

有什么想法吗？

【问题讨论】：

标签： c++ stl constructor

【解决方案1】：

它可能使用“placement new”在其内部数组中就地构造对象。放置new 不分配任何内存；它只是将对象放置在您指定的位置，然后调用构造函数。语法是new (address) Class(constructor_arguments)。

复制构造函数T::T(T const &) 被调用以就地创建副本。像这样（简化）：

template<T>
void vector<T>::push_back(T const &item) {
    // resize if necessary
    new (&d_array[d_size++]) T(item);
}

注意T 必须有一个复制构造函数才能工作。默认情况下（如果您什么都不做），它会免费获得一个。如果你明确定义它，它必须是public，vector<T> 才能工作。

Here's how GNU's libstdc++ does it，但我怀疑它是否会很有启发性。有一个分配器（vector 的第二个模板参数）使它不那么简单。

【讨论】：

当 T 有一个无参数的构造函数时这是可以的。但是当它有一个参数化的构造函数时会发生什么？向量如何初始化新对象？
当 T 有一个 复制构造函数 时这是可以的。默认情况下，如果你实现它，除非你明确地将它设为private 或protected。
谢谢。我会进一步调查。
你的解释很清楚。我想知道，为什么他们没有像push_back(T const item) 这样的签名并避免放置新的位置。
这将在项目被传递到函数时复制项目（因为它是按值传递），而按引用传递版本则避免了这种情况。它可以通过使用= 运算符来避免放置new，但这需要在那个位置已经有一个初始化对象（调用operator=），因此需要T 有一个默认构造函数。

【解决方案2】：

为了提高效率，C++ SDK 总是将const T & 作为函数参数。

在您的情况下，如果它以T 作为参数，则复制操作将执行两次，一次用于将其传递给函数push_back(f)，一次用于内部将其添加到容器中。而将const T&作为参数只需要一份！

【讨论】：

【解决方案3】：

它使用placement new 运算符并将其复制构造到未初始化的内存中；

placement new 在内存中的指定地址创建一个新元素，在向量的情况下，当前的 end();

void push_back(const T& val){
::new (&*end()) T(val);
[increase end]
}

查看http://spotep.com/dev/devector.h，它的代码非常清晰（与大多数 STL 实现相反）。

【讨论】：