emplace_back 通过就地构造避免拷贝,push_back 需先构造再拷贝或移动;对复杂对象 emplace_back 更高效,简单类型无明显差异;建议新构造对象用 emplace_back,已有对象用 push_back。
在C++中,emplace_back 和 push_back 都用于向容器(如 vector、deque)尾部添加元素,但它们的工作方式和性能表现有明显区别。理解这些差异有助于写出更高效、更清晰的代码。
构造方式不同:就地构造 vs 拷贝/移动
push_back 接受一个已构造好的对象,然后将其拷贝或移动到容器中。这意味着对象必须先创建,再传入。
例如:
vector<string> vec;
string s = “hello”;
vec.push_back(s); // 拷贝构造
vec.push_back(“world”); // 先构造临时 string,再移动
emplace_back 则直接在容器内存位置上构造对象,使用传入的参数原地构造,避免了中间临时对象和拷贝/移动过程。
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vec.emplace_back(“hello”); // 直接在 vector 内存中构造 string
vec.emplace_back(5, ‘a’); // 构造包含5个’a’的 string
关键点在于,emplace_back 是可变参数模板,转发参数给对象的构造函数,而 push_back 只能接受一个对象实例。
性能对比:减少临时对象和拷贝开销
对于简单类型(如 int、double),两者性能几乎没有差别,因为拷贝成本极低。
但对于复杂对象(如 string、自定义类),emplace_back 通常更高效,尤其是在传参构造时。
看一个例子:
struct Person {
string name;
int age;
Person(const string& n, int a) : name(n), age(a) {}
};
vector<Person> people;
people.push_back(Person(“Alice”, 25)); // 创建临时对象,再移动
people.emplace_back(“Alice”, 25); // 直接构造,无临时对象
这里 emplace_back 减少了一次临时对象的构造和析构,以及一次移动构造调用,在频繁插入场景下累积优势明显。
使用建议与注意事项
虽然 emplace_back 在理论上更高效,但实际使用中需注意以下几点:
- 不是所有情况都能替换。如果已有对象实例,push_back 更自然。
- emplace_back 参数会被完美转发,可能触发不期望的重载版本,尤其是涉及隐式转换时。
- 某些情况下编译器会优化掉临时对象,push_back 性能接近 emplace_back。
- emplace_back 可能导致异常安全问题:若构造失败,容器状态不变,但参数副作用可能已发生。
一般建议:
- 插入新构造对象时优先考虑 emplace_back,尤其对象构造成本高。
- 已有对象或需要明确拷贝语义时使用 push_back。
- 不确定时以代码清晰为主,性能差异往往微小。
基本上就这些。掌握两者机制后,可以根据场景灵活选择,不必强求统一。