位置 function 通過就地構造而不是通過分配向容器添加新元素是什么意思？

Question

在Effective Modern C++的第 41 項中，Scott Meyers 提到了這種差異及其對插入效率的影響。

我對此有一些疑問，但在提出問題之前，我需要了解這兩種添加元素的方式之間的區別是什么。

考慮書中的代碼示例：

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

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

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

相應地，

• vs必須重新分配，並且 vs 中的所有預先存在的元素（那些名為vs vs[0] ， vs[1] ，...在重新分配發生之前）必須移動構造到新的 memory 位置（新位置的vs[1] , vs[2] , ...)
• vs必須vs.resize(vs.size() + 1)並且所有預先存在的元素必須移動分配給下一個索引，顯然是向后處理，從最后一個元素到第一個元素。

（顯然我提到了移動操作，因為std::string提供了noexcept移動操作。如果不是這種情況，那么上面的場景略有不同，將使用復制操作。）

然而，我的問題的症結所在，就在上面的代碼之后，書上寫着（我的斜體）

[…] 很少有實現會將添加的std::string構造到由vs[0]占用的 memory中。 相反，他們會將值移動分配到位。 […]

在完成房間以容納新元素之后，這兩種情況是什么？

• 如果emplace通過移動賦值添加元素，則意味着它確實v[0] = std::string{strarg}; 其中strarg == "xyzzy" ，對嗎？
• 但是構造v[0]占用的元素的另一種情況是什么？ 這是一個new的展示位置嗎？ 它會是什么樣子？ 我想它應該類似於Placement new here部分的代碼塊，但我不確定在這種情況下它會是什么樣子。

Answer 1

有許多不同的方式來實現emplace ，並且標准對於實現必須如何做到這一點非常松懈。

給定一個指向由std::allocator_traits<allocator_type>::allocate的位置的指針，向量構造新 object 的唯一方法是使用std::allocator_traits<allocator_type>::construct 。 對於默認分配器，這將調用placement new。

現在，如果確實發生了重新分配，放置新元素的明顯方法是調用allocator_traits::construct(get_allocator(), ptr, std::forward<Args>(args...)) 。 這將等效於new (ptr) std::string("xyzzy") 。 但請注意，所有其他元素也通過allocator_traits::construct(get_allocator(), ptr, std::move(old_ptr))移動構造到新緩沖區。

如果沒有發生重新分配，大多數實現只會使用value_type(std::forward<Args>(args...))構造一個元素並從中移動分配（相當於v[0] = std::string("xyzzy") ）。 這就是 libstdc++ 所做的。

或者，代替移動構造v[0] = std::string("xyzzy") ， object 可以通過allocator_traits::destroy （ (&v[0])->~value_type()用於默認分配器）銷毀，然后可以通過allocator_traits::construct就地構造它。 這似乎更難實現，因為如果移動構造函數拋出，需要特別注意確保元素不會被破壞兩次，這可能就是為什么只有“少數實現”會這樣做。

順便說一句，沒有強大的異常保證，因此不一定要使用move_if_noexcept ，並且可以始終調用移動構造函數，即使移動構造函數不是noexcept 。