为何vector元素拷贝可使用非const左值参数？拷贝时调用何种构造函数？

问题 #

1. 为何std::vector的元素拷贝可以使用非const左值参数？
2. 复制std::vector、调用reserve（扩容）或shrink_to_fit（缩容）时，元素类型会调用哪个构造函数？
3. 若调用了非const左值构造函数，是否可认为用户代码允许（至少临时）修改其参数？

示例代码 #

#include <vector>
#include <iostream>

struct A {
    A() {}
    A(A&) { std::cout << "A(A&) "; }
    A(const A&) { std::cout << "A(const A&) "; }
};

int main() {
    std::vector<A> v(1);
    v.reserve(10);
    auto w = v;
    v.shrink_to_fit();
}

各标准库实现的输出差异 #

预期输出为A(const A&) A(const A&) A(const A&)，但不同实现结果不同：

• libc++：A(const A&) A(A&) A(const A&)
• libstdc++：A(const A&) A(const A&) A(A&)
• Microsoft STL：A(A&) A(A&) A(A&)

解答 #

1. 非const左值参数的使用依据 #

C++标准并未强制要求std::vector在拷贝元素时必须使用const左值版本的拷贝构造函数。当源元素是可修改的左值（比如非const的vector对象中的元素）时，标准库实现有权选择调用非const的拷贝构造函数——只要该构造函数存在。这是因为标准允许容器根据元素的可访问性，选择最匹配的构造函数完成拷贝操作。

2. 不同操作的构造函数选择 #

复制、reserve、shrink_to_fit这三个操作都涉及元素的内存迁移/拷贝，但具体调用哪个构造函数取决于标准库的实现细节：

• reserve：扩容时需要将旧内存的元素拷贝到新内存，此时源元素属于非const的vector对象，部分实现会优先匹配非const拷贝构造函数。
• 复制vector：源vector是可修改左值，实现可选择调用非const或const版本的拷贝构造函数。
• shrink_to_fit：缩容时的元素拷贝逻辑与扩容类似，源元素的可修改性可能导致实现选择非const构造函数。

标准仅要求这些操作完成元素的正确拷贝，未严格限定构造函数的版本，因此不同实现会出现差异。

3. 非const构造函数的语义 #

是的。当用户提供了非const左值拷贝构造函数A(A&)，就等同于向编译器和标准库传递了一个信号：该构造函数允许修改传入的源对象。标准库调用这个构造函数时，默认假设用户代码接受这种修改——哪怕构造函数内部并没有实际修改源对象。如果不希望源对象被修改，应该只提供const版本的拷贝构造函数，或者显式delete非const版本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor