vector的emplace_back与push_back

前言

 在vector中，通过push_back与emplace_back都可以向尾部添加元素，用push_back也可以，用emplace_back也可以，只看最终造成的结果的话，似乎没有什么不同。我们总是能听到有人说emplace_back比push_back要快，但是快在哪里呢? 什么情况下都快吗? 我们一起来跟着例子看一下。

1.区别总览

	push_back	emplace_back
是否支持右值引用	支持	支持
是否一定会发生拷贝构造	一定	不一定
是够支持直接传入多个构造参数	支持一个构造参数	支持多个构造参数
是够支持原地构造	不支持	支持

 下面对这些特性分别进行分析

2.push_back

支持右值引用

 印象中，push_back是不支持右值引用的，然而实际上，push_back一样支持右值引用，比如我们看push_back的源码

      void
      push_back(value_type&& __x)
      { emplace_back(std::move(__x)); }

      template<typename... _Args>

 又或者我们通过代码测试一下

    std::string s1 = "hello";
    vector<std::string> strVec;
    strVec.push_back(std::move(s1));
    cout<<"s1="<<s1<<endl;
    cout << "strVec.size=" << strVec.size()<<endl;
    cout << "strVec[0]=" << strVec[0] << endl;

控制台输出

s1=
strVec.size=1
strVec[0]=hello

 std::move将s1从一个左值转化为一个右值引用，传入到push_back作为参数，push_back接收了该参数并调用了std::string的移动拷造函数，将资源转移到了容器内。这里提到了一个概念叫移动构造函数，下面会专门介绍这个概念。

不支持传入多个构造参数

 如果只需要传入一个构造参数就能构造对象 ，那么，可以直接在push_back传入这个构造参数，完成对象的构造，例如

class testClass{
    public:
    int m_a;
    int m_b;
    testClass(int a){
        m_a = a;
        m_b = 10;
    }
    testClass(int a, int b )
    {
        m_a = a;
        m_b = b;
    }
};

void testContruct(){
    vector<testClass> list;
    list.push_back(1);
    cout<<"list.size="<<list.size()<<endl;
    cout << "list[0].m_a=" << list[0].m_a << " list[0].m_b=" << list[0].m_b << endl;
}

 执行结果

list.size=1
list[0].m_a=1 list[0].m_b=10

 在只需要一个参数就能构造的情况下，push_back可以接受这个构造参数并调用相应构造方法进行构造。

 如果构造时需要多个构造参数，则只能手动构造一个临时对象，否则编译出错，例如

void testContruct(){
    
    //编译错误
    list.push_back(1,2);
}

 需要这样写

void testContruct(){
    list.push_back(testClass(1,2));
    cout << "list.size=" << list.size() << endl;
    cout << "list[0].m_a=" << list[0].m_a << " list[0].m_b=" << list[0].m_b << endl;s
}

 程序输出

list.size=1
list[0].m_a=1 list[0].m_b=2

 这里与emplace_back是不同的，emplace_back可以接受多构造参数的情况，下面会分析到。

总是会进行拷贝构造

 这点怎么理解呢，我们通过一个例子来感受一下

 首先创建一个类，实现其构造，拷贝构造以及析构函数

class BaseClassTwoPara {
    public:
        BaseClassTwoPara(int a)
        {
        m_a = a;
        m_b = 999;
        cout << "construct " << m_a << " " << m_b << endl;
        }
        BaseClassTwoPara(int a, int b)
        {
            m_a = a;
            m_b = b;
            cout << "construct " << m_a << " " << m_b << endl;
        }
        BaseClassTwoPara(const BaseClassTwoPara &rhs)
        {
            m_a = rhs.m_a;
            m_b = rhs.m_b;
            cout << "copy construct " << m_a << " " << m_b << endl;
        }
        ~BaseClassTwoPara()
        {
            cout << "delete " << m_a << " " << m_b << endl;
        }
    int m_a, m_b;
};

 然后，创建一个vector，进行测试，分4种情况，

• 传入一个构造参数，让push_back自己构造对象

void test_TwoPara_push_back_cp()
{

    vector<BaseClassTwoPara> vl;
 	cout << "test_TwoPara_push_back_cp"<<endl;
    vl.push_back(888);
}

 控制台输出:

construct 888 999
copy construct 888 999
delete 888 999
test_TwoPara_push_back_cp
delete 888 999

 能看到，emplace_back首先调用BaseClassTwoPara的构造函数，构造一个临时对象，然后调用拷贝构造函数，将这个对象复制到容器中，然后立马析构掉临时对象，程序结束时，析构掉容器内的对象。

 所以，传入一个参数时，是会发生拷贝的

• 传入已经构造好的对象

 向vl中传入一个已经构造好的对象，观察输出

void test_TwoPara_push_back_cp()
{

    vector<BaseClassTwoPara> vl;


    BaseClassTwoPara b1(1, 2);
    vl.push_back(b1);
    cout << "test_TwoPara_push_back_cp" << endl;
}

 控制台输出

construct 1 2
copy construct 1 2
test_TwoPara_push_back_cp
delete 1 2
delete 1 2

 这里的流程是，b1首先调用两参数的构造函数，构造出一个局部对象，然后将这个对象作为push_back参数传入，v1复制b1对象到容器内，但是不会向上面那个例子那样，把b1析构，因为b1不是临时对象，程序退出时，b1以及vl内的对象被析构。

 所以，传入一个构造好的对象时，push_back会发生拷贝。

• 传入一个临时对象

 通过BaseClassTwoPara(1,2)构造一个临时对象传入push_back

void test_TwoPara_push_back_cp()
{
    vector<BaseClassTwoPara> vl;
    vl.push_back(BaseClassTwoPara(1,2));
    cout << "test_TwoPara_push_back_cp" << endl;
}

 控制台输出：

construct 1 2
copy construct 1 2
delete 1 2
test_TwoPara_push_back_cp
delete 1 2

 可以看到，临时对象通过构造函数被创建后，vl复制该临时对象，然后析构临时对象，程序结束时，再析构容器内的对象，类似于上面提到的"传入一个构造参数，让push_back自己构造对象"这种情况。

 所以，传入一个临时对象，push_back会发生拷贝。

• 传右值

 传右值时，会调用BaseClassTwoPara的移动构造函数，其实也是一种拷贝形式，这里会出现两种不同的情况

 （1）当传入一个右值时，v1首先调用普通构构造函数，构造一个BaseClassTwoPara临时对象，然后调用移动构造函数，在容器内构造一个对象，然后析构临时对象，可以下面代码看出。

void test_TwoPara_push_back_cp()
{

    vector<BaseClassTwoPara> vl;

    vl.push_back(1);
    cout << "test_TwoPara_push_back_cp" << endl;
}

 控制台输出

construct 1 999
move copy construct 1 999
delete 0 0
test_TwoPara_push_back_cp
delete 1 999

 （2）当传入一个右值引用时，直接调用移动构造函数，在容器中创建对象

void test_TwoPara_push_back_cp()
{
    vector<BaseClassTwoPara> vl;
    BaseClassTwoPara b1(1, 2);
    vl.push_back(std::move(b1))
    cout << "test_TwoPara_push_back_cp" << endl;
}

construct 1 2
move copy construct 1 2
test_TwoPara_push_back_cp
delete 0 0
delete 1 2

 所以，不论什么情况，push_back至少发生一次拷贝操作，这里说的拷贝也把移动构造算进来了，因为移动构造也是基于一个已有的对象，来创建一个新的对象。

3.emplace_back

 emplace_back的大部分特性与push_back都是一样的，这一小节只分析不同点。

 两点不同：

emplace_back可以接受多个构造参数

 可以将多个构造参数传入emplace_back，只要实现了对应的构造函数，就可以完成构造，例如

void test_TwoPara_push_back_cp()
{
    vector<BaseClassTwoPara> vl;
    vl.emplace_back(888,777);
    cout << "test_TwoPara_push_back_cp"<<endl;
}

 控制台输出

construct 888 777
test_TwoPara_push_back_cp
delete 888 777

 也就是emplace_back这里直接调用了BaseClassTwoPara两参数的构造函数，构造了一个BaseClassTwoPara对象，而push_back只能支持一个。

支持原地构造

 从上面👆这个测试的输出可以看出来，如果直接输入构造参数，emplace_back的表现与push_back完全不同，emplace_back直接将对象构造在了容器内，而不是构造一个临时的再拷贝到容器内，这点如果利用好了，可以大大提高性能。

以上就是emplace_back与push_back的异同点。