为什么 STL 算法 for_each 调用我的函子的析构函数两次？

Question

我正在尝试 STL 算法，更具体地说是 for_each 函数。 我尝试了一个简单的用例来连接字符串向量。请注意，这可能不是一个好的和/或有效的代码。如果您确实想连接字符串向量，请查看 boost::algorithm::join 函数。

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include "concatenator.h"

using namespace std;

int main(int argc, char **argv) {
     vector<string> list;
     list.push_back("hello");
     list.push_back("world");
     list.push_back("!!!");
     Concatenator concatenator;
     for_each(list.begin(), list.end(), concatenator);
     cout << "result = " << concatenator.getResult() << endl;
}

连接器类作为常规函子实现。

concatenator.h：

#include <string>

class Concatenator {
    public:
        Concatenator();

        virtual ~Concatenator();

        void operator()(const std::string s);

        std::string getResult();
    private:
        std::string fResult;
};

concatenator.cpp：

#include "concatenator.h"
#include <iostream>

Concatenator::Concatenator() :
        fResult("") {
    }

Concatenator::~Concatenator(){
    std::cout << "concatenator destructor called " << std::endl;
}

void Concatenator::operator()(const std::string s) {
    std::cout << "concat " << s << " to " << this->fResult << std::endl;
    this->fResult += " " + s;
}

std::string Concatenator::getResult() {
    return this->fResult;
}

如果编译并运行该程序，您将得到以下输出：

concat hello to
连接世界到你好
连起来！！！世界你好
连接器析构函数称为
连接器析构函数称为
结果=
连接器析构函数调用

任何人都可以解释为什么我无法从函子中提取正确的结果以及为什么析构函数被调用如此多次。

Answer 1

std::for_each 按值而非引用获取函子对象。然后它按值返回它。换句话说，您的原始函子对象永远不会被修改。所以你需要这样做：

concatenator = for_each(list.begin(), list.end(), concatenator);

顺便说一句，按值传递必然会创建对象的副本，因此需要额外的析构函数调用。

Answer 2

函数对象按值传递给 for_each 并由 for_each 按值 返回，因此 的三个实例>Concatenator 被创建：

1. 您使用 Concatenator 连接器创建一个实例；
2. 您将此对象传递给 for_each 并复制它，因为 for_each按值获取
3. for_each 按值返回函子，导致创建另一个副本

这三个对象中的每一个都被销毁，因此析构函数被调用三次。

Answer 3

当您实现析构函数时，您可能还需要实现复制构造函数和复制赋值运算符。这就是所谓的“三法则”。

一旦正确实现了这两个方法，您就会发现它不会调用析构函数两次，而是创建一个副本并销毁每个副本。

Answer 4

其他答案已经向您解释了您的情况的问题是将函子对象传递给 for_each 并从 for_each 返回按值。

然而，虽然 for_each 的声明确实造成了这种行为，但最终的决定是由 C++ 的模板参数推导机制决定的。根据语言规则，在此调用中

for_each(list.begin(), list.end(), concatenator);

for_each 模板的第二个参数被推导为 Concatenator 而不是 Concatenator &，产生按值传递语义。

您可以通过显式指定模板参数来覆盖推导，坚持第二个模板参数的引用类型

for_each<vector<string>::iterator, Concatenator &>(ist.begin(), list.end(),
    concatenator);

这将完全消除复制，并将 pass-by_value 语义替换为 pass-by-reference 语义（还覆盖 for_each）。它看起来不太优雅，特别是因为函子类型恰好是第二个模板参数，但它是一种解决方法。

Answer 5

for_each 采用函子按值 并返回它的副本作为返回值，因此修改的不是您的连接器，而是本地于随后返回的 for_each 函数。您应该将代码更改为类似的内容：

 Concatenator concatenator;
 concatenator = for_each(list.begin(), list.end(), concatenator);

在 concatenator 中，现在您将拥有修改后的函子。

关于析构函数调用：它们在 for_each 返回时开始；第一个是for_each的参数之一，第二个是for_each返回的它的副本（被丢弃），第三个是原始连接器对象的，该对象在程序结束时被破坏。