c++ - 为什么连续的 vector::push_back 会导致不同数量的构造函数调用？

Question

class base
{
    private:
            int k;
    public:
            base(const base& b){ this->k = b.k; cout<<"  c-ctor "<<endl; }
            base(int a = 10){ k = a; }

            ~base(){cout << "destructor called\n";}
};

int main()
{
    base b, b1(2);
    vector<base> m;
    cout << "first pushback" <<endl;
    m.push_back(b);
    cout << "2nd pushback" <<endl;
    m.push_back(b1);
    cout << "3rd pushback" <<endl;
    m.push_back(b1);
    cout << "4th pushback" <<endl;
    m.push_back(b);
    cout << "5th pushback" <<endl;
    m.push_back(b);
    cout<<" =============================================== "<<endl;

    return 0;
}

输出:

first pushback
  c-ctor 
2nd pushback
  c-ctor 
  c-ctor 
destructor called
3rd pushback
  c-ctor 
  c-ctor 
  c-ctor 
destructor called
destructor called
4th pushback
  c-ctor    
5th pushback
  c-ctor 
  c-ctor 
  c-ctor 
  c-ctor 
  c-ctor 
destructor called
destructor called
destructor called
destructor called
 =============================================== 

destructor called
destructor called
destructor called
destructor called
destructor called
destructor called
destructor called

为什么 i^th push_back 导致 i 次复制构造函数调用？

这不是一种调整大小效果(即再次复制原始 vector )并且将元素插入 vector 的效率很低吗？

为什么 4^th push_back 的行为与 2^th 不同， 3^th abd 5^th push_back?

Demo

Answer 1

没什么大不了的。每次它的 size 达到它的 capacity 时， vector 都会被重新分配。所有元素都从旧 vector 复制到新 vector 。

一般来说，新的vector会分配原来容量的两倍。

1. 在第一次push_back之前，capacity为1，所以不需要重新分配。
2. 对于第二个push_back，容量需要加倍，因此调用了两次复制构造函数，第一次是将旧元素复制到新 vector ，第二次是为push_back。现在容量为 2。
3. 第三次 push_back 再次需要重新分配 vector ，因为现在容量为 2。重新分配后容量变为 4。
4. 现在没有重新分配发生，所以只需调用一次复制 ctor(用于 push_back)。容量仍然是 4。
5. 对于第 5 个 push_back，重新分配发生并且 4 个旧元素和一个新元素 (push_back) 被复制到新 vector 。现在容量为 8。

如果你继续往前走，你会发现重新分配将在 9 日 push_back 发生。

此外，在重新分配时需要调用析构函数，当不再需要旧 vector 时应销毁其中的成员。