为什么std :: vector在初始化时强制复制？

Question

我有一个复制/移动探测课：

#include <iostream>

struct A
{
    A()
    {
        std::cout << "Creating A" << std::endl;
    }

    ~A() noexcept
    {
        std::cout << "Deleting A" << std::endl;
    }

    A(const A &)
    {
        std::cout << "Copying A" << std::endl;
    }

    A(A &&) noexcept
    {
        std::cout << "Moving A" << std::endl;
    }

    A &operator=(const A &)
    {
        std::cout << "Copy-assigning A" << std::endl;
        return *this;
    }

    A &operator=(A &&) noexcept
    {
        std::cout << "Move-assigning A" << std::endl;
        return *this;
    }
};

我发现跑步：

#include <vector>

int main(int, char **)
{
    std::vector<A> v { A() };
}

产生以下输出：

Creating A
Copying A
Deleting A
Deleting A

为什么初始化不会移动对象？ 我知道std::vector可能会在resize上创建不需要的副本 ，但正如你所看到的，添加noexcept在这里没有帮助（此外，我不认为调整大小导致副本适用于初始化的原因）。

如果我改为做以下事情：

std::vector<A> v;
v.push_back(A());

我没有复印件。

用GCC 5.4和Clang 3.8测试。

Answer 1

这不是std::vector ，而是std::initializer_list 。

std::initializer_list由const数组元素支持。 它不允许非const访问其数据。

这会阻止其数据移动。

但这是C ++，所以我们可以解决这个问题：

template<class T, class A=std::allocator<T>, class...Args>
std::vector<T,A> make_vector(Args&&...args) {
  std::array<T, sizeof...(Args)> tmp = {{std::forward<Args>(args)...}};
  std::vector<T,A> v{ std::make_move_iterator(tmp.begin()), std::make_move_iterator(tmp.end()) };
  return v;
}

现在我们得到：

auto v = make_vector<A>( A() );

为每个元素提供1个额外的移动：

Creating A
Moving A
Moving A
Deleting A
Deleting A
Deleting A

我们可以通过仔细保留和回放来消除这个额外的实例：

template<class T, class A=std::allocator<T>, class...Args>
std::vector<T,A> make_vector(Args&&...args) {
  std::vector<T,A> v;
  v.reserve(sizeof...(args));
  using discard=int[];
  (void)discard{0,(void(
    v.emplace_back( std::forward<Args>(args) )
  ),0)...};
  return v;
}

两者的实例 - 简单地交换v2:: for v1::以查看第一个实际操作。

输出：

Creating A
Moving A
Deleting A
Deleting A

这里可能会有更多的向量开销，因为编译器可能很难证明emplace_back不会导致重新分配（即使我们可以证明它），因此最有可能编译冗余检查。 （在我看来，如果没有足够的容量，我们需要一个emplace_back_unsafe ，即UB）。

失去额外的A s可能是值得的。

另一个选择：

template<std::size_t N, class T, class A=std::allocator<T>, class...Args>
std::vector<T,A> make_vector(std::array<T, N> elements) {
  std::vector<T,A> v{ std::make_move_iterator(elements.begin()), std::make_move_iterator(elements.end()) };
  return v;
}

用的像

auto v = make_vector<1,A>({{ A() }});

您必须手动指定多少元素。 它与上面的版本2一样高效。