std::vector::operator=在C库中的实现是很久以前就存在的。几乎可以肯定的是，它的作者知道他们在做什么，结合现代C编译器，它将生成最佳代码，以最大限度地减少工作量和动态分配。operator=的作者非常聪明。他们比我聪明。他们比你聪明。
很有可能，所示的优化此操作的尝试最多会达到平衡。在最坏的情况下，当out小于in.size()时，它最终会在resize()中进行一系列毫无意义的零初始化，除非编译器足够聪明，可以优化它。
如果有特定的知识，在一个特定的用例中，股票out=in;导致可测量的次优性能，那么某种微优化可能是谨慎的;但是，仅仅是“关心效率最大化”，就应该有具体的东西来评价。

向量“in”可能已经具有为其保留的大量存储器。
[...]我的原始实现会做同样的事情吗？
我不知道有任何实现仅仅因为要复制的vector有很多.capacity()就保留了多余的内存。此外，第二个代码片段不会保留超过存储in中所有元素所需的内存，并且它首先默认构造额外的元素，然后为它们分配新值。对于double s，这可能没什么关系，但对于非平凡类型，这可能会产生明显的差异。原始的out = in;永远不会比第二个代码片段中的代码慢。
如果你想保留in所保留的内存，你可以手动使用.reserve()：

void Fun(const std::vector<double>& in, std::vector<double>& out) {
    out.clear();
    out.reserve(in.capacity());
    out = in;
}

字符串
关于你的问题的补充：
特别是，我担心out = in;行可能会做一些事情，比如释放当前分配给out的所有堆内存，然后重新分配它。与此等效的东西：

void Fun(std::vector<double> &in, std::vector<double> &out) {
    out.clear();
    out.shrink_to_fit();//releasing memory from heap
    out.resize(in.size());//reallocating memory from heap
    for (unsigned int i = 0;i<in.size();i++) {
       out[i] = in[i];
    }
}

型
不，这不太可能。从cppreferece开始：
[...]否则，*this拥有的内存可能会在可能的情况下重新使用。在任何情况下，最初属于*this的元素都可以被销毁或被逐元素复制赋值替换。
一个正常的实现会尽可能地重用已经分配的内存。该实现可能会对不同的类型使用不同的方法，以使副本分配尽可能有效。对于普通的可复制类型（如double），它可能是out.resize(in.size())，然后是std::copy。对于更复杂的类型，它可以out.reserve(in.size());，复制赋值out中的现有元素，然后复制构造其余的元素（如果是out.size() < in.size()）-或者它可以out.clear(); out.reserve(in.size());，然后复制构造所有元素。这取决于容器中的类型。
如果out比in有更多的容量，它将（几乎肯定）不会shrink_to_fit（理论上可能会导致不必要的重新分配），而是保留多余的分配供以后使用，如this example所示，所有主要的实现即使在复制分配了一个小得多的vector之后也会保留容量。