GCC和VC++中std::vector::emplace_back的区别

Question

我听说现代C++的一个建议是在容器中进行添加时使用emplace_back而不是push_back（emplace_back接受容器中存储类型的任何构造函数版本的参数）。

根据标准草案N3797 23.3.6.5 (1)，它指出：

备注：如果新大小大于旧容量，则会导致重新分配。如果没有发生重新分配，则插入点之前的所有迭代器和引用仍然有效。如果除T的复制构造函数、移动构造函数、赋值运算符或移动赋值运算符以外的操作引发异常，那么没有效果。如果非CopyInsertable T的移动构造函数引发异常，则效果是未指定的。

这说明了当不需要重新分配时会发生什么，但在容器需要增长时问题尚未解决。

在这段代码中：

#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<unsigned char> buff {1, 2, 3, 4};
    buff.emplace_back(buff[0]);
    buff.push_back(buff[1]);
    for (const auto& c : buff) {
        std::cout << std::hex << static_cast<long>(c) << ", ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

使用VC++ (Visual Studio 2013 Update 4)和GCC 4.9.1 (MinGW)在Windows 8.1中以Debug模式编译。

当使用VC++编译时，输出结果为：

1, 2, 3, 4, dd, 2

当使用GCC编译时，输出结果为：

1, 2, 3, 4, 1, 2

检查VC++中emplace_back的实现，不同之处在于代码的前几行会检查容器是否需要增长（如果需要则增长），在容器需要增长的情况下，emplace_back方法中接收到的对第一个元素(buff[0])的引用将失效，并且当在新创建的容器元素中设置值时该值是无效的。

在push_back的情况下，因为要追加的元素的创建是在参数绑定中完成的（在容器可能增长之前），所以它能够正常工作。

我的问题是： 当容器需要增长时，如果调用emplace_back并且参数是对同一容器的引用，则此行为是实现定义、未指定或存在编译器实现问题（假设在VC++中，因为GCC的行为更接近期望）？

- NetVipeC

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这是 http://open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-active.html#760 吗？ - dyp

我想知道为什么以及它如何可能被期望工作。 - n. m.

这是我论文的更好视图：http://htmlpreview.github.io/?https://github.com/HowardHinnant/papers/blob/master/insert_vs_emplace.html - Howard Hinnant

相关/重复：std::vector emplace_back能否从向量本身的元素进行复制构造？ - dyp

从相关问题中的@HowardHinnant的评论（https://dev59.com/_2Af5IYBdhLWcg3wMwXX?lq=1#comment38698932_24908718）转载：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/lwg-active.html#2164，他反对我上面链接的LWG 760的建议解决方案。 - dyp

Answer 1

当您使用&operator []时，它返回一个引用。然后您使用了emplace_back导致重新分配内存，从而使所有先前的引用无效。这两个规则都是良好定义的。正确的事情应该发生异常。我实际上希望如果在调试器下运行debug版本，VC++版本会抛出异常。 push_back具有相同的两个规则，这意味着它也将执行相同的操作。我几乎可以肯定，交换两行emplace_back/push_back将导致相同的行为。

- DraconPern