如何构造一个包含非默认构造对象的std::vector？

Question

我在C++参考页面上看到了这样的代码：

#include <algorithm>
#include <list>
#include <vector>
#include <functional>

int main()
{
    std::list<int> l = {-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4};
    std::vector<std::reference_wrapper<int>> v(l.begin(), l.end());
    return 0;
}

这是“示例”部分的代码片段。代码按预期编译和运行。但是，这是怎么可能的呢？std::reference_wrapper<int>不能被默认构造。你怎么能使一个 std::vector 包含这些东西？我一直将 std::vector 想象成动态数组。但你如何从 std::list 初始化一个刚从操作系统给出的一块内存块？这可能听起来很困惑，但由于某种原因，我无法完全理解上面的代码。那里发生了什么？

- Martin Drozdik

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我一直认为它是用空字节初始化的，如果有构造函数，则调用它。 - Cole Tobin

似乎你不能向这种类型的向量中添加元素，但是当它被构建时，它会调用l中每个元素的非默认构造函数，例如std::reference<int>(-4)，std::reference<int>(-3)等。 - Rob I

@Robl：是的，您可以使用任何不需要默认构造函数的方法对其进行添加。 - Benjamin Lindley

@BenjaminLindley emplace_back？ - balki

@balki: 对，就是那个。或者 emplace、 insert、 push_back 或者 resize（带有两个参数的版本）。事实上，唯一需要默认构造函数的向量方法是单参数版本的 resize，以及只接受 int 参数进行初始大小设置（或 int 和分配器）的构造函数。 - Benjamin Lindley

Answer 1

这段代码之所以能够工作，是因为没有默认初始化——列表中的元素用于复制初始化向量。

例如，以下代码将无法正常工作：

std::vector<std::reference_wrapper<int>> v(42);

- Luchian Grigore

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哦，我明白了。如果我编写一个模板类，一些方法不能适用于所有模板类型参数，这样可以吗？这被认为是良好的实践还是只是标准库的特权？ - Martin Drozdik

有一些限制，但是在方法没有实例化的情况下就可以。然而有时候方法可能会在您没有请求的情况下被实例化，例如virtual方法总是被实例化的。 - Matthieu M.

Answer 2

std::vector<>的构造函数首先使用其allocator获得适当大小的原始内存块。然后再构造对象。在这里特定的构造函数的情况下。

template<typename It>
std::vector::vector(It begin, It end);

它根据迭代器的valuetype构建元素，因此每个 reference_wrapper<int> 都是从一个 int 构建（就地构造）。

- Walter

Answer 3

所有向量中的对象都使用一个接受int参数的构造函数构建。因此，语义上不需要默认构造函数。

就实现而言，可以通过使用malloc分配内存（因此不会调用构造函数），然后在向量添加元素时使用放置new来实现此行为。

- sepp2k

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所以这就是其中的奥妙。我一直以为std::vector在内部使用new。这很有道理。 - Martin Drozdik

@MartinDrozdik 它可以在内部使用 new -- 但是使用 new unsigned char[size*sizeof(T)] 而不是 new T[size]。 - Yakk - Adam Nevraumont