std::vector 是否使用 push_back 复制对象？

Question

在对 valgrind 进行大量调查后，我得出结论，std::vector 会复制您想要 push_back 的对象。

这是真的吗？一个向量不能保留一个没有副本的对象的引用或指针？！

谢谢

Answer 1

是的，std::vector<T>::push_back() 创建参数的副本并将其存储在向量中。如果要在向量中存储指向对象的指针，请创建 std::vector<whatever*> 而不是 std::vector<whatever>。

但是，您需要确保指针引用的对象在向量持有对它们的引用时保持有效（使用 RAII 习语的智能指针可以解决问题）。

Answer 2

从 C++11 开始，所有标准容器（std::vector、std::map 等）都支持移动语义，这意味着您现在可以将右值传递给标准容器并避免复制：

// Example object class.
class object
{
private:
    int             m_val1;
    std::string     m_val2;

public:
    // Constructor for object class.
    object(int val1, std::string &&val2) :
        m_val1(val1),
        m_val2(std::move(val2))
    {

    }
};

std::vector<object> myList;

// #1 Copy into the vector.
object foo1(1, "foo");
myList.push_back(foo1);

// #2 Move into the vector (no copy).
object foo2(1024, "bar");
myList.push_back(std::move(foo2));

// #3 Move temporary into vector (no copy).
myList.push_back(object(453, "baz"));

// #4 Create instance of object directly inside the vector (no copy, no move).
myList.emplace_back(453, "qux");

或者，您可以使用各种智能指针来获得几乎相同的效果：

std::unique_ptr 示例

std::vector<std::unique_ptr<object>> myPtrList;

// #5a unique_ptr can only ever be moved.
auto pFoo = std::make_unique<object>(1, "foo");
myPtrList.push_back(std::move(pFoo));

// #5b unique_ptr can only ever be moved.
myPtrList.push_back(std::make_unique<object>(1, "foo"));

std::shared_ptr 示例

std::vector<std::shared_ptr<object>> objectPtrList2;

// #6 shared_ptr can be used to retain a copy of the pointer and update both the vector
// value and the local copy simultaneously.
auto pFooShared = std::make_shared<object>(1, "foo");
objectPtrList2.push_back(pFooShared);
// Pointer to object stored in the vector, but pFooShared is still valid.

Answer 3

是的，std::vector 存储副本。 vector 应该如何知道您的对象的预期生命周期是多少？

如果您想转移或共享对象的所有权，请使用指针，可能是像 shared_ptr（在 Boost 或 TR1 中找到）这样的智能指针，以简化资源管理。

Answer 4

std::vector 总是复制存储在向量中的任何内容。

如果您保留一个指针向量，那么它将复制指针，但不会复制指针指向的实例。如果您正在处理大型对象，您可以（并且可能应该）始终使用指针向量。通常，使用适当类型的智能指针向量有利于安全目的，因为否则处理对象生命周期和内存管理可能会很棘手。

Answer 5

std::vector 不仅会复制您要推回的任何内容，而且集合的定义指出它将这样做，并且您不能在向量中使用没有正确复制语义的对象。因此，例如，您不要在向量中使用 auto_ptr。

Answer 6

与 C++11 相关的是 emplace 系列成员函数，它允许您通过将对象移动到容器中来转移对象的所有权。

习惯用法是这样的

std::vector<Object> objs;

Object l_value_obj { /* initialize */ };
// use object here...

objs.emplace_back(std::move(l_value_obj));

左值对象的移动很重要，否则它将作为引用或常量引用转发，并且不会调用移动构造函数。

Answer 7

如果您不想要副本；那么最好的方法是使用指针向量（或其他用于相同目标的结构）。 如果你想要副本；直接使用 push_back()。 你别无选择。

Answer 8

为什么需要大量 valgrind 调查才能发现这一点！ 只需用一些简单的代码证明给自己看，例如

std::vector<std::string> vec;

{
      std::string obj("hello world");
      vec.push_pack(obj);
}

std::cout << vec[0] << std::endl;  

如果打印“hello world”，则该对象必须已被复制