慎用容器的 List Initializing

C++11 中引進了一種叫 List Initializing 的技術，C++ Primer 5th 的 3.3.1. Defining and Initializing vectors 中很是膚淺的介紹了一下它的形式：

cppvector<string> articles = {"a", "an", "the"}; // or
vector<string> articles{"a", "an", "the"};

書中頗爲推崇這樣的初始化方式，且形式上更加貼近 C 語言中 array 的初始化過程，非常親民。

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但咱們簡單作個實驗，來講明這種形式在效率上可能存在的問題：

cpp#include <iostream>
#include <vector>

struct X {
    X() { std::cout << "X()" << std::endl; }
    X(const X&) { std::cout << "X(const X&)" << std::endl; } // copy constructor
    ~X() { std::cout << "~X()" << std::endl; }
}

int main()
{
    X x;
    std::vector<X> vec{x, x};
}

猜猜看，這段程序的輸出是什麼？

X()
X(const X&)
X(const X&)
X(const X&)
X(const X&)
~X()
~X()
~X()
~X()
~X()

看看有沒有猜對呢？

有沒有人好奇，爲何 copy constructor 被調用了四次？ 咱們但願它被調用多少次呢？很顯然，是兩次。

咱們對 main 函數稍做修改：

cppint main()
{
    X x;
    std::vector<X> vec;
    vec.reserve(2);
    vec.push_back(x);
    vec.push_back(x);
}

而後查看本次輸出：

X()
X(const X&)
X(const X&)
~X()
~X()
~X()

的確變成了咱們但願的兩次。若是有興趣的話，能夠將 reserve 那句話給註釋掉試試，會發現調用次數變成了3次，但那不屬於我們本次探討的範疇，若是有疑問能夠留言討論。

第二次雖然多寫了幾行，但貌似極大程度上的避免了 copy constructor 的頻繁調用，想象一下若初始化列表裏躺着一大堆 x 會有什麼下場。

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揭祕

copy constructor 的調用次數爲什麼會翻倍？

由於 List Initializing 本質上是先基於列表中的元素，構造出一個 initializer_list, 這個類型也是 c++11 引入的，能夠看看詳細定義。

而後，再將構造出來的 initializer_list 中的元素逐一 copy 至容器中。

故：

cppstd::vector<X> vec{x, x};

至關於：

cppstd::initializer_list<X> list = {x, x};  // copy 2 times
std::vector<X> vec(list); // copy 2 times

真相大白。

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結論

對於非 built-in 對象來講， 使用 List Initializing 付出的代價，在某些狀況下不容忽視。 過去陳舊的寫法，反而讓人更加踏實。