位置 function 通过就地构造而不是通过分配向容器添加新元素是什么意思？

Question

在Effective Modern C++的第 41 项中，Scott Meyers 提到了这种差异及其对插入效率的影响。

我对此有一些疑问，但在提出问题之前，我需要了解这两种添加元素的方式之间的区别是什么。

考虑书中的代码示例：

std::vector<std::string> vs;
// adding some elements to vs
vs.emplace(v.begin(), "xyzzy");

很明显，在// adding some elements to vs之后，可能是

• vs.capacity() == vs.size() ，或
• vs.capacity() > vs.size() 。

相应地，

• vs必须重新分配，并且 vs 中的所有预先存在的元素（那些名为vs vs[0] ， vs[1] ，...在重新分配发生之前）必须移动构造到新的 memory 位置（新位置的vs[1] , vs[2] , ...)
• vs必须vs.resize(vs.size() + 1)并且所有预先存在的元素必须移动分配给下一个索引，显然是向后处理，从最后一个元素到第一个元素。

（显然我提到了移动操作，因为std::string提供了noexcept移动操作。如果不是这种情况，那么上面的场景略有不同，将使用复制操作。）

然而，我的问题的症结所在，就在上面的代码之后，书上写着（我的斜体）

[…] 很少有实现会将添加的std::string构造到由vs[0]占用的 memory中。 相反，他们会将值移动分配到位。 […]

在完成房间以容纳新元素之后，这两种情况是什么？

• 如果emplace通过移动赋值添加元素，则意味着它确实v[0] = std::string{strarg}; 其中strarg == "xyzzy" ，对吗？
• 但是构造v[0]占用的元素的另一种情况是什么？ 这是一个new的展示位置吗？ 它会是什么样子？ 我想它应该类似于Placement new here部分的代码块，但我不确定在这种情况下它会是什么样子。

Answer 1

有许多不同的方式来实现emplace ，并且标准对于实现必须如何做到这一点非常松懈。

给定一个指向由std::allocator_traits<allocator_type>::allocate的位置的指针，向量构造新 object 的唯一方法是使用std::allocator_traits<allocator_type>::construct 。 对于默认分配器，这将调用placement new。

现在，如果确实发生了重新分配，放置新元素的明显方法是调用allocator_traits::construct(get_allocator(), ptr, std::forward<Args>(args...)) 。 这将等效于new (ptr) std::string("xyzzy") 。 但请注意，所有其他元素也通过allocator_traits::construct(get_allocator(), ptr, std::move(old_ptr))移动构造到新缓冲区。

如果没有发生重新分配，大多数实现只会使用value_type(std::forward<Args>(args...))构造一个元素并从中移动分配（相当于v[0] = std::string("xyzzy") ）。 这就是 libstdc++ 所做的。

或者，代替移动构造v[0] = std::string("xyzzy") ， object 可以通过allocator_traits::destroy （ (&v[0])->~value_type()用于默认分配器）销毁，然后可以通过allocator_traits::construct就地构造它。 这似乎更难实现，因为如果移动构造函数抛出，需要特别注意确保元素不会被破坏两次，这可能就是为什么只有“少数实现”会这样做。

顺便说一句，没有强大的异常保证，因此不一定要使用move_if_noexcept ，并且可以始终调用移动构造函数，即使移动构造函数不是noexcept 。