std::vector 初始化元素的移动/复制构造函数

Question

我有这段代码：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

class Foo{
public:
    Foo() noexcept {cout << "ctor" << endl;}
    Foo(const Foo&) noexcept {cout << "copy ctor" << endl;}
    Foo(Foo&&) noexcept {cout << "move ctor" << endl;}

    Foo& operator=(Foo&&) noexcept {cout << "move assn" << endl; return *this;}
    Foo& operator=(const Foo&) noexcept {cout << "copy assn" << endl; return *this;}

    ~Foo() noexcept {cout << "dtor" << endl;}
};


int main()
{   
    Foo foo;

    vector<Foo> v;
    v.push_back(std::move(foo)); 

    // comment the above 2 lines and replace by
    // vector<Foo> v{std::move(foo)}; 
}

输出是我所期望的（使用g++ -std=c++11 --no-elide-constructors 编译，相同的输出没有标志）

ctor
move ctor
dtor
dtor

现在不用push_back直接初始化向量v为

vector<Foo> v{std::move(foo)};

我不明白为什么我会得到输出：

1)（没有--no-elide-constructors）

ctor
move ctor
copy ctor
dtor
dtor
dtor

2) (--no-elide-constructors)

ctor
move ctor
move ctor
copy ctor
dtor
dtor
dtor
dtor

在第一种情况下，为什么要调用复制 ctor？在第二种情况下，当编译器不执行省略时，我完全不知道为什么调用了 move ctor 两次。有任何想法吗？

Answer 1

vector<Foo> v{std::move(foo)};

在这里，您正在调用采用std::initializer_list 的向量构造函数。初始化列表只允许const 访问其元素，因此vector 将不得不将每个元素从initializer_list 复制到它自己的存储中。这就是调用复制构造函数的原因。

来自§8.5.4/5 [dcl.init.list]

std::initializer_list<E> 类型的对象是从初始化列表构造的，就好像实现分配了一个由 N 类型为 const E 的元素组成的临时数组，其中 N 是初始化列表中的元素。

另见https://tristanbrindle.com/posts/beware-copies-initializer-list

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关于-fno-elide-constructors 的额外移动构造函数调用，几天前在another answer 中讨论过。似乎 g++ 对initializer_list 的示例实现采取了一种非常直接的方法，该示例实现在我上面引用的同一部分的标准中显示。

同样的例子，当compiled using clang时，不会产生额外的移动构造函数调用。

Answer 2

容器尝试非常努力确保它们在发生异常时仍然可用。作为其中的一部分，如果你的类的移动构造函数是异常安全的，他们只会在内部使用std::move。如果不是，（或者它无法判断），它会为了安全起见进行复制。

正确的移动操作是

Foo(Foo&&) noexcept {cout << "move ctor" << endl;}
Foo& operator=(Foo&&) noexcept {cout << "move assn" << endl;}