VS2010 中的 vector::insert 执行意外结果

Posted 2023-02-21

【中文标题】VS2010 中的 vector::insert 执行意外结果

【英文标题】：vector::insert in VS2010 performs unexpected result

【发布时间】：2013-06-06 15:31:08

【问题描述】：

我偶尔在 VS2010 的下一个代码中发现了一个奇怪的问题：

void Test1()

    std::vector<int> vec;
    vec.push_back(10);
    vec.push_back(20);
    vec.insert(vec.end(), vec[0]);
    // GCC: vec == [10, 20, 10];
    // VS2005: vec == [10, 20, 10];
    // VS2010: vec == [10, 20, -17891602];

似乎向量在读取新值之前会重新分配内存并删除旧内存，这会导致复制损坏的值。 VS2010 中存在此问题。签入 VS2005 和 GCC - OK。

将来自 operator[] 或 front()/back() 方法的引用传递给 insert() 是否有效？

UPD：基于下面的 cmets 做了一些调查，我得出的结论是，由于性能原因，使用 reserve() 并不是一个好主意。这会导致不必要的大量重新分配。

void Test2()

    std::vector<int> vec, vec2;
    const int count = 10000;
    int prevCap = 0, reallocCount = 0;
    int prevCap2 = 0, reallocCount2 = 0;
    for (int i = 0; i < count; ++i)
    
        if (vec.size() >= vec.capacity())
        
            vec.reserve(vec.size()+1);
        
        vec.insert(vec.end(), i);
        vec2.insert(vec2.end(), i);
        const int cap = vec.capacity();
        const int cap2 = vec2.capacity();
        if (prevCap != cap) ++reallocCount;
        prevCap = cap;
        if (prevCap2 != cap2) ++reallocCount2;
        prevCap2 = cap2;
    
    cout << reallocCount << " " << reallocCount2 << endl;
    // reallocCount == 10000, reallocCount2 == 15 GCC

所以现在我只有两个选择：

1) 使用临时变量

const int tempValue = vec[0];
vec.insert(vec.end(), tempValue);

但我不确定编译器是否可以通过一些优化来删除 tempValue。

2) 使用 push_back(0) 和更多 pop_back() 调用

vec.push_back(0);
vec.pop_back();
vec.insert(vec.end(), vec[0]);

这种方法似乎更好，它在 VS2005/2010 和 GCC 中提供了预期的结果和性能。

我错过了什么吗？有没有更好的解决方案？

【问题讨论】：

drdobbs.com/cpp/copying-container-elements-from-the-c-li/…

【参考方案1】：

insert 通过引用获取第二个参数。 op[] 也提供参考。 调用 insert 会使引用无效，因此您有未定义的行为，任何事情都可能发生。

【参考方案2】：

insert 的文档说（我的重点）

通过在元素之前插入新元素来扩展向量 指定位置，有效地增加容器大小 插入的元素数。

这会导致分配的存储空间自动重新分配 如果 - 且仅当 - 新向量大小超过当前向量 容量。

由于insert 的第二个参数是一个引用，并且重新分配可能需要重新定位您的堆单元，这表明您的代码只有在您知道重新分配不会发生时才是安全的。即当vec.capacity() > vec.size()

正如 Agnew 和 quetzalcoatl 所指出的，有几种方法可以修复您的代码

您可以将新值复制到一个临时值，以确保对其的引用仍然有效

int val = vec[0];
vec.insert(vec.end(), val);

...或者您可以在调用insert之前增加向量的容量

if (vec.capacity == vec.size()) 
    vec.reserve(vec.size()+1);

vec.insert(vec.end(), val);

【讨论】：

当然，如果vec[0] 返回的引用在insert 开始之前被转换为临时引用，这不会有问题，但事实并非如此。

因此，在这样的使用之间，应该使用vector::reserve 以确保在插入期间不会发生重新分配：vec.reserve(vec.size()+1); vec.insert(vec.end(), vec[0]); 始终是安全的。好吧，至少在 size+1 超出内存之前 ;)

@Angew, quetzalcoatl 感谢 cmets，我已经相应地更新了我的答案