C++ 11 std::vector push_back 方法多次调用 copy/dest？

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++ 11 std::vector push_back 方法多次调用 copy/dest？

【英文标题】：C++ 11 std::vector push_back method calls copy/dest so many times?

【发布时间】：2018-12-26 03:04:30

【问题描述】：

我目前正在优化我的代码，我有一个关于 std::vector 的问题

我有一个 MyClass 类，我重写了复制/移动构造函数及其相应的运算符。

MyClass(const std::string& id, int x);
MyClass(const MyClass& other);
MyClass(MyClass&& other);
~MyClass();
MyClass& operator=(const MyClass& other);
MyClass& opratror*(MyClass&& other);

我创建了一个向量并尝试了以下

std::vector<MyClass> vec;
MyClass a("A", 1);
vec.push_back(a);    //#1
vec.emplace_back("B", 2);    //#2
vec.push_back(MyClass("C", 3));    //#3

在 #1 中调用了复制构造函数（我知道向量按值存储，因此它复制 a） 在＃2中它保存了一个复制构造函数调用只调用构造函数 在 #3 中它调用构造函数并移动构造函数

但我发现，在向量不为空的 #2、#3 处，每次推回 / emplace / emplace_back 都会触发现有项目的复制/销毁。

在 #2 中，它复制“A”并销毁现有的“A” 在＃3中，它对“A”和“B”做同样的事情

似乎每当数组发生变化时，向量都会使用所有项目。 这是否意味着使用类向量会使事情变得低效？ 这是使用向量存储指针的最佳解决方案，以便在求助期间没有副本/析构函数调用，只有指针复制？

谢谢

【问题讨论】：

进行移动操作noexcept.

您是在运行优化的构建，还是“调试”、未优化的构建？您使用哪些编译器选项来构建代码？

试试std::vector::reserve。

当向量必须重新分配其内部存储时，它会进行复制，随着它变得越来越大，这种情况发生的频率应该会降低。在得出结论之前，您放手了多大？

谢谢大家。我得到了积分！我想我需要更精确地研究 STL。

【参考方案1】：

不是度假，而是重新分配。根据约定，向量需要连续存储其值，就像普通数组一样。保证连续存储的唯一方法是分配一块内存。一旦你得到它，你就完成了。你不能让它变大。您所能做的就是分配一个更大的块并复制所有内容，然后删除旧的较小的内存块。这就是你所看到的。

向量通常会保留一些额外的额外空间，以容纳可能添加的新元素（因此这种复制不会在每次 push_back 时发生），但是当向量很小时，最初只有一点点额外空间为未来的增长而保留，这种重新分配仍然经常发生。但是随着向量大小的增长，会保留越来越多的额外空间，并且重新分配的频率会降低。

如果您事先知道要分配给push_back() 的值，您可以预先使用reserve() 预先分配额外的空间，并尽量减少重新分配。

如果您知道要再向向量添加十个值：

vec.reserve(vec.size()+10);

如果向量已经有至少十个更多的值，它可以在不重新分配的情况下接受，那么这什么都不做。否则，向量将重新分配足够的额外空间以容纳至少十个附加值。保证接下来的十个 push_backs 不会导致重新分配。

【参考方案2】：

您需要采取行动 ctor noexcept(false);否则在许多情况下无法安全使用。

想象在一个适合 10 的缓冲区中有一个包含 10 个元素的向量。我们调整它的大小以适合 15，并移动其中的前 3 个。

移动第四次投掷。我们应该如何将向量恢复到正常状态？

相反，C++ 标准要求不使用投掷移动，它将 10 个元素复制到新缓冲区。成功后，它可以销毁旧缓冲区。

使用 noexcept move，它可以将 10 个元素移动到新的缓冲区。