c++中如何使用copy算法_c++ std::copy容器元素复制方法【详解】

尼克

发布时间：2026-01-18 08:15:34

548人浏览过

来源于php中文网

原创

std::copy用于迭代器范围间元素拷贝，要求目标空间已分配且足够大，否则行为未定义；重叠时应选std::copy_backward或临时缓冲；未初始化内存须用std::uninitialized_copy。

c++中如何使用copy算法_c++ std::copy容器元素复制方法【详解】

std::copy 复制容器元素的基本用法

直接调用 std::copy 即可完成迭代器范围到目标位置的逐元素拷贝，它不关心容器类型，只依赖迭代器支持 operator++ 和解引用，因此适用于 std::vector、std::list、原生数组等所有标准容器或内存块。

关键前提是：目标空间必须已分配且足够大。否则行为未定义（常见崩溃或越界写入）。

源范围由两个迭代器指定：first（含）、last（不含）
目标起始位置由第三个迭代器 d_first 指定，复制后返回其“终点”（即 d_first + (last - first)）
元素拷贝通过 operator= 完成，要求类型可赋值

std::vector src = {1, 2, 3, 4, 5};
std::vector dst(5); // 必须预先分配空间！
std::copy(src.begin(), src.end(), dst.begin()); // dst 现在也是 {1,2,3,4,5}

复制到未初始化内存：用 std::copy_backward 还是 std::uninitialized_copy？

如果目标内存未构造对象（例如用 malloc 分配的原始内存，或 std::vector::data() 配合 resize(0) 后的闲置空间），不能直接用 std::copy —— 它会调用已存在对象的 operator=，但目标位置可能根本没有有效对象。

此时应使用 std::uninitialized_copy（头文件），它对每个目标位置调用 placement-new 构造对象：

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

Khroma

AI调色盘生成工具

下载

std::uninitialized_copy 要求目标迭代器是“原始指针”或满足 LegacyOutputIterator，且类型有默认构造能力（或提供构造参数）
若需反向复制（避免重叠覆盖），用 std::uninitialized_copy_backward
用完后记得手动调用析构（若后续要释放内存），或改用 std::vector 等 RAII 容器管理生命周期

int* raw = static_cast(malloc(5 * sizeof(int)));
std::vector src = {10, 20, 30};
// ✅ 正确：在 raw 指向的未初始化内存上构造副本
std::uninitialized_copy(src.begin(), src.end(), raw);
// ❌ 错误：std::copy 会尝试对未构造的 int 调用 operator=（虽 int 无副作用，但模式错误）
// std::copy(src.begin(), src.end(), raw);

复制时发生重叠：为什么 std::copy 不安全，而 std::copy_backward 可以

当源范围和目标范围在内存中重叠，且目标起始在源范围内偏移较小时，std::copy 从前向后复制会覆盖尚未读取的源数据，导致结果错误。典型场景如把 vector 前 N 个元素复制到自身后 N 个位置。

std::copy 假设源与目标不重叠；标准不保证其处理重叠行为
std::copy_backward 从尾部开始复制，适合目标区域在源区域之后（即前移覆盖）的重叠场景
若目标区域在源区域之前（即后移覆盖），仍需用 std::copy（此时不会提前覆盖）；真正通用的重叠安全方案是先复制到临时缓冲区

std::vector v = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};
// 想把前3个移到后3个：v[0..2] → v[2..4]
// ❌ std::copy(v.begin(), v.begin()+3, v.begin()+2) 可能得 {'a','b','a','b','a'}
// ✅ std::copy_backward(v.begin(), v.begin()+3, v.begin()+5); // 得 {'a','b','a','b','c'}

替代方案：容器自身的 assign / insert / resize + copy 更安全吗？

对特定容器，成员函数往往比裸 std::copy 更直观、更难出错。例如 std::vector::assign 会自动处理容量和构造逻辑；insert 可在任意位置插入副本；resize 后再 copy 则需确保 size 与 capacity 匹配。

v.assign(first, last)：清空并复制，自动管理内存，推荐用于全量替换
v.insert(v.end(), first, last)：追加复制，自动扩容
直接 std::copy 到 v.begin() 前必须确认 v.size() >= distance(first, last)，否则越界
用 v.data() 接收 std::copy 时，务必确认 v.capacity() >= distance(first, last)，size() 不够用