【C++】vector的push_back和emplace_back
在 C++ 中，push_back 和 emplace_back 都是 std::vector 提供的成员函数，用于向向量末尾添加元素，但它们在用法和实现上有一些关键区别。以下是详细说明：
1. 基本功能
push_back：将一个已经构造好的对象（或值的副本）添加到向量的末尾。emplace_back：直接在向量的末尾构造一个对象，避免额外的拷贝或移动操作。
2. 参数传递
push_back：接受一个完整的对象（可以是右值或左值）。如果传入的是左值，会发生拷贝；如果传入的是右值，会发生移动。emplace_back：接受对象的构造函数参数，直接将这些参数转发给对象的构造函数，在容器内就地构造对象。
3. 性能差异
push_back：因为需要传入一个构造好的对象，可能会涉及额外的拷贝或移动开销。emplace_back：通过就地构造，避免了不必要的拷贝或移动，通常更高效。
4. 代码示例
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
struct Person {
std::string name;
int age;
Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {
std::cout << "Constructor called for " << name << "\n";
}
Person(const Person& other) : name(other.name), age(other.age) {
std::cout << "Copy constructor called for " << name << "\n";
}
};
int main() {
std::vector<Person> vec;
// 使用 push_back
Person p1("Alice", 25);
vec.push_back(p1); // 拷贝构造
std::cout << "----\n";
// 使用 push_back 配合 std::move
vec.push_back(std::move(p1)); // 移动构造
std::cout << "----\n";
// 使用 emplace_back
vec.emplace_back("Bob", 30); // 直接构造，无拷贝或移动
return 0;
}
输出：
Constructor called for Alice
Copy constructor called for Alice
----
Copy constructor called for Alice // 注意：这里假设移动被优化为拷贝
----
Constructor called for Bob
push_back(p1)：触发了一次拷贝构造，因为p1是左值。push_back(std::move(p1))：通过std::move触发移动构造（如果类支持移动语义）。emplace_back("Bob", 30)：直接在向量内存中构造Person，只调用一次构造函数。
5. 适用场景
push_back：适合已有对象需要添加到容器的情况，或者你明确想传递一个完整的对象。emplace_back：适合需要高效构造对象的情况，尤其是当对象构造成本较高或希望避免拷贝时。
6. 注意事项
emplace_back不一定总是更快：如果传入的参数本身需要构造临时对象（例如emplace_back(std::string("test"), 42)），编译器可能仍会生成临时对象，此时性能可能与push_back相近。push_back更直观：代码可读性上，push_back更常用且易懂。
假设emplace_back的是一个对象，会如何， 先说答案，会触发拷贝构造函数或移动构造函数！
如果你将一个已经构造好的对象传入 emplace_back，它的行为会与预期有所不同，因为 emplace_back 的设计初衷是接受构造函数的参数并在容器内就地构造对象，而不是直接处理完整的对象。让我们具体分析这种情况：
传入对象情况说明
当你尝试将一个完整的对象传入 emplace_back 时，C++ 编译器会将其视为一个参数，并尝试用这个对象调用目标类型的构造函数。这可能会导致以下几种情况：
- 隐式转换或构造：如果目标类型可以用传入的对象构造（比如通过拷贝构造函数或移动构造函数），
emplace_back会在容器内调用相应的构造函数。 - 编译错误：如果目标类型的构造函数无法接受这个对象，代码将无法编译。
示例代码
#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>
struct Person {
std::string name;
int age;
Person(const std::string& n, int a) : name(n), age(a) {
std::cout << "Constructor called for " << name << "\n";
}
Person(const Person& other) : name(other.name), age(other.age) {
std::cout << "Copy constructor called for " << name << "\n";
}
};
int main() {
std::vector<Person> vec;
// 创建一个对象
Person p1("Alice", 25);
// 使用 emplace_back 传入对象
vec.emplace_back(p1); // 注意这里传入的是完整的对象
return 0;
}
输出：
Constructor called for Alice
Copy constructor called for Alice
分析
- 在
vec.emplace_back(p1)中，p1是一个已经构造好的Person对象。 emplace_back会将p1作为参数传递给Person的拷贝构造函数，在向量内部构造一个新对象。- 结果是：仍然会触发一次拷贝构造，而不是直接使用
p1。
这与 push_back(p1) 的行为类似，因为两者最终都会调用拷贝构造函数。区别在于：
push_back(p1)是明确地将p1拷贝（或移动）到容器中。emplace_back(p1)是将p1作为参数，间接触发拷贝构造。
如果传入右值对象
如果传入的是右值（例如通过 std::move），emplace_back 会调用移动构造函数：
vec.emplace_back(std::move(p1)); // 触发移动构造
输出（假设有移动构造函数）：
Constructor called for Alice
Move constructor called for Alice
与预期设计的差异
emplace_back 的优势在于直接使用构造函数参数（例如 emplace_back("Alice", 25)），从而避免额外的拷贝或移动。
总结
- 效率：
emplace_back通常更高效，因为它避免了拷贝或移动。但是如果是添加的对象，还是会触发拷贝或者移动（右值） - 灵活性：
emplace_back直接用构造函数参数，push_back需要现成的对象。 - 选择建议：优先考虑
emplace_back，除非你已经有构造好的对象需要传入。