C++移动构造函数多次调用，在std::vector中

Question

为了理解移动语义和移动构造函数，我编写了简单的代码。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;



class Data
{
public:

    Data(int sz)
    {
        cout << "ctor" << endl;
        buffer = new int[sz];
        size = sz;
    }
    Data(Data& other)
    {
        size = other.size;
        cout << "copy ctor" << endl;
        buffer = new int[size];
        memcpy(buffer, other.buffer, size * sizeof(int)); //deep copy
    }
    Data(Data&& r)
    {
        size = r.size;
        cout << "move ctor" << endl;
        buffer = r.buffer;

    }

private:
    double bigValue;
    int* buffer;
    int size;

};



int main(void) 
{

    auto f = []() { cout << "---------------------\n"; };
     

    vector<Data> data;

    data.push_back(  move( Data(1)  ) ); // move constructor called once
    f();

    data.push_back(  move( Data(2)  ) ); // move constructor called twice
    f();

    data.push_back(  move( Data(3)  ) ); // move constructor called 3 times
    f();


    int stop; cin >> stop;

    return 0;
}

我看到了一些奇怪的东西：

每次我调用push_back时，都会执行一次move构造函数调用。

附加的程序输出

​

​

我需要帮助理解这个奇怪的输出。

谢谢。

Answer 1

当一个向量增长时，它必须重新分配。向量从容量0开始，只有在需要时才会增加容量。通常，通过2的因子来增加容量以确保push_back所承诺的时间复杂度。其他因素也是可以的。

您所看到的是当重新分配时，向量将元素移动到内存中的不同位置。

当您预先分配足够的空间时，您看不到额外的移动：

vector<Data> data;
data.reserve(5);           // <------------------- reserve
data.push_back(  move( Data(1)  ) );
f();
data.push_back(  move( Data(2)  ) );
f();
data.push_back(  move( Data(3)  ) );
f();

Output

ctor
move ctor
---------------------
ctor
move ctor
---------------------
ctor
move ctor
---------------------

PS:正如评论中提到的，通过std::move进行的转换是多余的。你可以用data.push_back( Data(1) );实现同样的效果，草率地说，因为Data(1)已经是一个临时的，push_back在它可以移动的时候确实会移动。此外(同样来自注释)，当您想要在适当的位置构造一个元素时，您应该使用emplace_back，而不是先在向量外创建一个临时元素，然后再将其移入。std::move在这里没有坏处，但不必要的临时操作可能会很昂贵，这取决于移动元素的成本有多高。