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[C++知识库]说说vector的emplace_back和push_back

稍微了解过C++11的同学都知道,stl提供的标准容器新添加了一些操作函数,我们今天就简单聊聊vector新添加的emplace系列函数。

vector添加的emplace函数有2个,emplace、emplace_back,其功能分别对应insert和push_back。我们以emplace_back为例,emplace的原理类似。网上有不少相关的介绍,最后结论都是说emplace_back是更好的方法,那么为什么emplace_back更好呢?

要解释为什么emplace优于push_back,必须要提到C++11带来的一些语法更新,先有语法更新,后有标准容器的扩展。emplace_back用到了c++11的三大特性:右值引用、可变模板参数、模板参数的完美转发,其中后两点是emplace_back区别于push_back的关键所在,为什么?因为push_back也随着C++11进化了,它也有了右值引用的版本!

在c++11出现之前,push_back只能接受T、T&作为参数,出现了右值引用之后,push_back还可以接受T&&作为参数,所以push_back函数也进化了。而emplace_back与push_back的区别就在于emplace_back不仅支持T、T&、T&&,还支持传入classT的构造函数的参数。我们以下面的代码作为例子说明。

class A
{
public:
	A()
	{
		cout << "A constructor" << endl;
	}
	A(int x, int y):_x(x),_y(y)
	{
		cout << "A second constructor" << endl;
	}
	A(const A&)
	{
		cout << "A copy constructor" << endl;
	}
	A(A&&)
	{
		cout << "A move constructor" << endl;
	}

	~A()
	{
		cout << "A destructor" << endl;
	}

	int _x = 0;
	int _y = 0;
};

int main()
{
	vector<A> vec;
	vec.reserve(16);

	A a;
	vec.push_back(a);
	vec.emplace_back(a);

	vec.push_back(A());
	vec.emplace_back(A());

	vec.emplace_back(2,3);

	return 0;
}

可以看到vec.emplace_back(2,3),2和3最后被直接作为参数传递给了A,而这种写法是push_back所不支持的。

以上代码的输出为

第1行的A constructor,是下面代码的输出

A a;

第2、3行的A copy constructor,是下面代码的输出。

vec.push_back(a);
vec.emplace_back(a);

可以看出push_back和emplace_back接受T&作为参数时,没有任何区别,都是在vector开辟的内存中调用了A的拷贝构造函数。

第4、5、6行和7、8、9行是一样的A constructor;A move constructor;A destructor

是下面代码的输出

	vec.push_back(A());
	vec.emplace_back(A());

可以看出push_back和emplace_back接受T&&作为参数时,也没有任何区别,都是在vector开辟的内存中调用了A的移动构造函数。这里的A constructor和A detructor是临时变量A()创建和销毁,然后调用移动构造函数把临时变量移动到了vector的元素中。

最后一行的A second construcor,是下面代码的输出

vec.emplace_back(2,3);

此时我们发现,emplace_back直接调用的是A带有两个参数的构造函数,这个过程没有任何临时变量的生成,也就没有临时变量向目标元素的拷贝或者移动。

从以上的代码输出,我们可以得出如下结论了:

1、接受T、T&、T&&作为参数时,push_back和emplace_back是一样的效果。如果我们查看下vector的源代码,会发现其实push_back内部也是调用的emplace_back。

2、接受A的其他版本的构造函数的参数时,只能使用emplace_back,并且非常高效,期间不会发生临时变量的生成和拷贝。

总体来看,emplace_back要比push_back有着更强的通用性,所以用emplace_back总没错。那既然push_back能干的emplace_back都能干,还要push_back干什么?我的理解是兼容,毕竟stl这么多年了,应用的项目无数,不能暴力地删除,就干脆在函数内部用emplace_back转接了。

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加:2021-07-28 07:31:54  更:2021-07-28 07:33:29 
 
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