确保释放向量的 C++ 技巧，但 GNU g++ 的编译问题

Posted 2023-02-21

【中文标题】确保释放向量的 C++ 技巧，但 GNU g++ 的编译问题

【英文标题】：C++ trick to ensure deallocation of a vector, but compilation problems with GNU g++

【发布时间】：2011-11-03 12:48:20

【问题描述】：

以下代码演示了确保向量完全解除分配的技巧：

#include <vector>

using namespace std;

template<typename T>
class tvector : public vector<T>

    public:
    typedef vector<T> base;
    void swap(tvector<T>& v) 
        // do some other stuff, but omitted here.
        base::swap(v); 
;

int main()

    tvector<int> tv1;
    // imagine filling tv1 with loads of stuff, use it for something...

    // now by swapping with a temporary declaration of an empty tvector that should
    // go out of scope at the end of the line, we get all memory used by tv1 returned
    // to the heap
    tv1.swap(tvector<int>());

嗯，这可以使用 Visual C++ (cl.exe)，但使用 GNU g++ 无法编译，出现以下错误：

test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:18:28: error: no matching function for call to ‘tvector<int>::swap(tvector<int>)’
test.cpp:10:7: note: candidate is: void tvector<T>::swap(tvector<T>&) [with T = int]

这是 g++ 中的错误，还是我的代码确实是错误的 C++ 代码？

我使用 g++ 的这种释放技巧的解决方法是：

int main()

    tvector<int> tv1;
    
        tvector<int> t;
        tv1.swap(t);
    

对此有何看法？

【问题讨论】：

我的观点是，既然它即将超出范围，你应该什么都不做，让析构函数清理它。

没有。不要从标准容器继承。不要冒险。

这对传统的swap 技巧有何改进？另请注意，感谢shrink_to_fit，C++11 使这个问题变得不那么重要了。

@KerrekSB: shrink_to_fit 没有任何保证。由实现决定是否应该进行释放。真正的问题是“std::vector<int>().swap(v); 与v = std::vector<int>() 相比有何改进”。

【参考方案1】：

这是众所周知的。释放向量内容的标准教科书技巧是：

std::vector<int> v;
// Do stuff with v

std::vector<int>().swap(v); // clears v

请注意，反向不起作用：

v.swap(std::vector<int>()); // compile time error

因为您试图将临时对象绑定到非 const 引用，这是被禁止的。

Visual Studio 允许将此作为​​非标准扩展，但将警告级别提升到 /W3 (IIRC) 会触发“使用非标准扩展”警告。

在 C++11 中（在技术上也是在 C++03 中！），你可以简单地做

v = std::vector<int>();

或者，如果您喜欢冗长（仅限 C++11），则有

v.clear(); // or v.resize(0);
v.shrink_to_fit(); 

但该标准并不能保证缩小请求是否会得到满足。

如果您确实需要，可以使用它，但请不要从标准容器继承。这不是一件安全的事情：您可能会调用错误的析构函数。

【讨论】：

@MagnusHoff: clear() 不会改变向量的容量，只会改变大小。没有释放内存。

太棒了。这解释了它，我只是做错了。感谢亚历山大。

【参考方案2】：

您使用临时调用swap 方法，该方法不会存储在任何地方。它不能作为参考，因为从编译器的角度来看，它没有存储在任何地方。 tvector<int> 与 tvector<int>&。

【讨论】：

有道理，谢谢 Joachim。一定是 Visual C++ 只是更宽容一些，并将这个临时存储在某个地方？

应该注意，虽然您不能对临时对象进行非 const 引用，但对临时对象的 const 引用是可以的。但在这种情况下，const 引用将不起作用，因为必须修改参数。但是，您可以采用临时的右值引用（在 C++11 中引入）来实现移动语义。

【参考方案3】：

您正在寻找this idiom 来释放向量的保留内存：

tvector<int>().swap(tv1);

不允许将临时变量传递给swap，因为swap 采用非常量引用（换句话说，它需要一个可以修改的非临时变量）。 （我很惊讶 Visual C++ 接受这个代码。）

如果您使用Clang 而不是 gcc，它会尝试为您解释这一点：

test.cc:35:14：错误：不能对类型“tvector”的非 const 左值引用 绑定到“tvector”类型的临时 tv1.swap(tvector()); ^~~~~~~~~~~~~~ test.cc:22:27：注意：在此处将参数传递给参数“v” 无效交换（tvector& v）

正确版本的习语有效，因为它创建了一个变量，该变量为整个语句保持创建状态，然后传递一个非临时参数。