无法从initializer_list移动元素的解决方案及C++20/23优化问询

问题本质 #

initializer_list虽然语法简洁，但存在关键缺陷：无法移动列表中的元素，会导致不必要的拷贝操作。比如用它初始化std::vector时，会触发元素的拷贝构造函数；而直接用push_back传入临时对象时，却能触发更高效的移动构造。

根源在于：initializer_list的迭代器解引用后得到的是const T类型，这意味着我们无法获取元素的非const引用，自然无法调用移动构造函数——编译器只能选择拷贝。

可变参数模板的临时解决方案 #

目前常用的 workaround 是基于可变参数模板实现一个maker函数，示例如下：

template<typename T, typename... Args>
std::vector<T> make_vector(Args&&... args) {
    std::vector<T> vec;
    vec.reserve(sizeof...(Args));
    (void(vec.push_back(std::forward<Args>(args))), ...);
    return vec;
}

针对这个方案的两个疑问，解答如下：

1. 声明的数组是否会被优化？ #

这里的“数组”指可变参数展开时可能产生的临时存储结构。在现代编译器（GCC、Clang、MSVC）开启O2及以上优化级别时，这类临时数组会被完全优化掉——编译器会直接将参数逐个转发给push_back，不会在内存中实际创建数组存储中间值，不会带来额外开销。

2. 表达式中的void有何作用？ #

代码中的void(...)是为了处理折叠表达式的返回值问题：push_back的返回值在不同容器中可能不同（比如部分容器返回迭代器，部分返回void）。用void包裹每个子表达式，可以强制将整个折叠表达式的类型统一为void，避免因返回值类型不匹配导致的编译错误，同时明确表达我们只关心push_back的副作用（插入元素），不依赖其返回值。

C20与C23的更优方案 #

C++20 #

C++20的折叠表达式和元组工具可以让临时方案更简洁，比如结合std::apply和std::forward_as_tuple实现完美转发：

template<typename T, typename... Args>
auto make_vector(Args&&... args) {
    return std::apply([](auto&&... elems) {
        std::vector<T> vec;
        vec.reserve(sizeof...(elems));
        (vec.emplace_back(std::forward<decltype(elems)>(elems)), ...);
        return vec;
    }, std::forward_as_tuple(std::forward<Args>(args)...));
}

此外，C++20的std::span也可以配合临时数组使用，但本质和可变参数方案类似，优势是支持范围操作。

C++23 #

C++23提供了更直接的解决方案，无需手写模板：

1. std::ranges::to：利用范围库的转换功能，直接将参数序列转换为std::vector，完美转发右值并触发移动构造：

   #include <ranges>
   #include <vector>
   
   auto vec = std::ranges::to<std::vector<MyType>>(std::move(obj1), std::move(obj2), MyType{});
   

2. std::make_array配合移动构造：std::make_array在C++23中支持右值参数，返回的数组可以直接移动到std::vector中：

   #include <array>
   #include <vector>
   
   auto vec = std::vector<MyType>(std::move(std::make_array(std::move(obj1), std::move(obj2))));
   

这两种方式都避开了initializer_list的const限制，直接实现元素的移动初始化，性能更优。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gonen I