C++优化之使用emplace

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，这些容器极大的方便了我们的开发。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。

 

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。通过示例代码可以更清晰的了解到他们的区别。

// 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;
};
 // 测试vector
 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:" << endl;
 books.push_back(SBook("C++从入门到放弃", 1));
 std::cout << endl;
 
 std::cout << "test emplace_back:" << endl;
 books.emplace_back("水浒传", 2);
 std::cout << endl;
 
 std::cout << "test emplace_back default:" << endl;
 books.emplace_back();
 auto& book = books.back();
 book.bookName = "红楼梦";
 book.price = 5;
 std::cout << endl;
 
 std::cout << "test emplace:" << endl;
 auto it = books.emplace(books.end());
 it->bookName = "西游记";
 it->price = 3;
 std::cout << endl;
 
 std::cout << "output all books: " << endl;
 for_each(books.begin(), books.end(), [](const SBook& book)->void
 {
    std::cout << book.bookName << endl;
 });
 std::cout << endl;​
​​
​
// 测试set
set<SBook> bookSet;​
​
std::cout << "test bookSet insert:" << endl;
bookSet.insert(SBook("十万个为什么", 1));
std::cout << endl;
​
​std::cout<< "test bookSet emplace:" << endl;
bookSet.emplace("新华字典", 2);
std::cout << endl;
​
​std::cout<< "output bookset: " << endl;
for_each(bookSet.begin(), bookSet.end(), [](const SBook&book)->void
{
std::cout << book.bookName << endl;
});
std::cout << endl;

运行结果如下

 

从结果可以看出，books.push_back(SBook("C++从入门到放弃",1)) 这个语句首先执行了构造函数，接着执行拷贝构造复制到vector，最后销毁临时对象。

而emplace_back和emplace都只调用一次构造函数。两相对比，效率上的提高不言而喻。

 

set的分析结果也类似，bookSet.insert(SBook("十万个为什么",1)) 这个语句执行了两次构造，一次析构。而 bookSet.emplace("新华字典", 2) 语句只执行了一次构造。

 

通过上面的分析，在开发过程中，如果使用emplace可以达到效果，就应该尽量使用emplace。尤其像push_back，insert这种大量使用的语句，替换使用可以从整体上提高程序的运行效率。

 

总结相关语法如下

vector

emplace <->  insert

emplace_back​  <-> ​push_back

 

set

emplcace <->  insert

 

map

emplace <->  insert