C++优化之使用emplace、emplace_back

本文深入探讨了C++ STL容器中 emplace 和 insert 的区别,特别是对于 vector、set 和 map 这些常用容器,在不同情况下如何选择使用 emplace 或 insert 以提高代码效率。

        在C++开发过程中,我们经常会用STL的各种容器,比如vector,map,set等。在使用这些容器的过程中,我们会大量用到的操作就是插入操作,比如vector的push_back,map的insert,set的insert。这些插入操作会涉及到两次构造,首先是对象的初始化构造,接着在插入的时候会复制一次,会触发拷贝构造。但是很多时候我们并不需要两次构造带来效率的浪费,如果可以在插入的时候直接构造,就只需要构造一次就够了。

push_back/insert 插入操作过程:
1. 有参构造
2. 拷贝构造
3. 析构

        C++11标准已经有这样的语法可以直接使用了,那就是emplace。vector有两个函数可以使用:emplace,emplace_back。emplace类似insert,emplace_back类似push_back。emplace的插入过程只调用了一次有参构造。

emplace 插入操作过程:
1. 有参构造
1、vector
  emplace <->  insert
  emplace_back​  <-> ​push_back

2、set
  emplcace <->  insert

3、map
  emplace <->  insert

通过示例代码可以更清晰的了解到他们的区别。

#include <iostream>
#include<vector>
#include<set>
#include<algorithm>
#include<string>

//Book结构,保存书本信息
struct SBook
{
	SBook() : bookName(""), price(0)
	{
		std::cout << "default construct: " << bookName << std::endl;
	}

	SBook(std::string bookName_, int price_) : bookName(bookName_), price(price_)
	{
		std::cout << "construct: " << bookName << std::endl;
	}

	SBook(SBook& rhs) : bookName(rhs.bookName), price(rhs.price)
	{
		std::cout << "copy construct: " << bookName << std::endl;
	}

	~SBook()
	{
		std::cout << "deconstruct: " << bookName << std::endl;
	}

	bool operator <(const SBook& rhs) const
	{
		return bookName < rhs.bookName;
	}

	std::string bookName;
	int price;
};


int main()
{
    //测试vector
    std::vector<SBook> books;

	// 预先分配,否则整个vector在容量不够的情况下重新分配内存
	books.reserve(100);

	std::cout << "test push_back:" << std::endl;
	books.push_back(SBook("C++从入门到放弃", 1));
	std::cout << std::endl;

	std::cout << "test emplace_back:" << std::endl;
	books.emplace_back("水浒传", 2);
	std::cout << std::endl;
	
	std::cout << "test emplace_back default:" << std::endl;
	books.emplace_back();
	auto& book = books.back();
	book.bookName = "红楼梦";
	book.price = 5;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << "test emplace:" << std::endl;
	auto it = books.emplace(books.end());
	it->bookName = "西游记";
	it->price = 3;
	std::cout << std::endl;

	//std::cout << "output all books: " << std::endl;
	//for_each(books.begin(), books.end(), [](const SBook& book)->void
	//    {
	//        std::cout << book.bookName << std::endl;
	//    });

	//std::cout << std::endl; ​​​ 


    // 测试set
	std::set<SBook> bookSet;

	std::cout<< "test bookSet insert:" << std::endl;
	bookSet.insert(SBook("十万个为什么", 1));
	std::cout << std::endl;

	std::cout << "test bookSet emplace:" << std::endl;
	bookSet.emplace("新华字典", 2);
	std::cout << std::endl;

	 //std::cout << "output bookset: " << std::endl;
	 //for_each(bookSet.begin(), bookSet.end(), [](const SBook& book)->void
	 //    {
	 //        std::cout << book.bookName << std::endl;
	 //    });
	 //std::cout << std::endl;

    return 0;
}

vector:

set:

 

### C++emplace emplace_back 的区别及用法 #### 1. emplace emplace_back 的定义 `emplace` 是一个通用的成员函数,用于在容器中指定位置构造元素。它接受构造参数并在容器内部直接构造对象,而不是先创建临时对象再进行拷贝或移动[^3]。 `emplace_back` 是 `std::vector`、`std::deque` `std::list` 等容器提供的成员函数,用于在容器末尾原地构造元素。其功能与 `emplace` 类似,但仅限于在容器末尾添加元素[^2]。 #### 2. 使用场景 - **emplace**:适用于需要在容器中间或特定位置插入元素的场景。例如,在 `std::map` 或 `std::set` 中插入键值对时使用 `emplace`。 示例代码: ```cpp std::map<int, std::string> myMap; myMap.emplace(1, "one"); // 直接构造键值对 {1, "one"} ``` - **emplace_back**:适用于需要在容器末尾添加元素的场景。例如,在 `std::vector` 中追加元素时使用 `emplace_back`。 示例代码: ```cpp std::vector<std::pair<int, std::string>> myVector; myVector.emplace_back(1, "one"); // 直接构造 pair {1, "one"} 并添加到末尾 ``` #### 3. 性能对比 `emplace` `emplace_back` 都避免了创建临时对象的过程,直接在目标位置构造对象,从而减少了不必要的拷贝移动操作。这使得它们相较于 `insert` `push_back` 更高效[^4]。 #### 4. 参数传递的区别 `emplace` `emplace_back` 接受的是构造函数的参数列表,而非已经构造好的对象。这意味着如果传入的是右值,会触发移动构造;如果是左值,则可能触发拷贝构造[^4]。 示例代码: ```cpp std::vector<std::string> vec; std::string str = "example"; // 使用 emplace_back 传递右值,触发移动构造 vec.emplace_back("right value"); // 使用 emplace_back 传递左值,触发拷贝构造 vec.emplace_back(str); ``` #### 5. 返回值的区别 - **emplace**:返回一个指向新插入元素的迭代器一个布尔值,表示是否成功插入(如在 `std::map` 或 `std::set` 中)。 示例代码: ```cpp std::map<int, std::string> myMap; auto result = myMap.emplace(1, "one"); if (result.second) { std::cout << "Inserted successfully\n"; } ``` - **emplace_back**:没有返回值,因为它总是成功将元素添加到容器末尾。 #### 6. 容器支持的区别 - **emplace**:广泛支持各种 STL 容器,包括 `std::map`、`std::set`、`std::unordered_map` 等。 - **emplace_back**:仅支持允许在末尾添加元素的容器,如 `std::vector`、`std::deque` `std::list`。 ### 注意事项 - 如果确定传入的是右值,可以手动使用 `std::move` 来触发移动构造,以进一步优化性能。 - 在某些情况下,`push_back` `emplace_back` 的行为可能相同,但这并不意味着它们完全等价。`emplace_back` 的设计初衷是更高效地处理复杂对象的构造[^2]。 ```cpp std::vector<std::unique_ptr<int>> vec; vec.emplace_back(new int(42)); // 避免临时对象创建 ```
评论 3
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值