C++ emplace_C/C++/C#

概述

在C++11中，在引入右值的升级后，调用push_back变的更为高效，原本需要调用构造函数构造这个临时对象，然后调用拷贝构造函数将这个临时对象放入容器中。在C++11升级后，只需要调用构造函数，然后调用移动拷贝函数。

就好比，现在手里有个面包，要把这个放到面包袋子里，原来的逻辑是，生产一个面包，然后在面包袋子里根据生产的面包再复制一个一摸一样的，在引入右值引用升级之后，现在的push_back的逻辑是，生产一个面包，然后把这个面包挪到袋子里（也就是移动拷贝）而不是再照着这个面包复制一个新的。

在此基础上，可以更快些吗？答案是可以的，在C++11中，可以调用emplace_back，emplace_back直接通过参数构造对象至容器中，不需要拷贝或者移动。如果继续使用面包的例子（这里可能不太恰当了），就好比面包生产出来就直接在袋子里了，没有拷贝，没有移动。如此会更加高效。

这是标准库vector的emplace_back方法的介绍以及一些例子：

::emplace_back - cppreference.com">std::vector::emplace_back - cppreference.com

使用

//以下代表功能一样，但效率不一样
vector
emplace <--> insert
emplace_back <--> push_back 

set
emplcace <--> insert

map
emplace <--> insert

简单的使用，以vector的emplace_back为例

#include 
#include 

using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int age;

    Student(string&& n, int a)
        :name(std::move(n)), age(a)
    {
        cout << "构造" << endl;
    }

    Student(const Student& s)
        : name(std::move(s.name)), age(s.age)
    {
        cout << "拷贝构造" << endl;;
    }

    Student(Student&& s)
        :name(std::move(s.name)), age(s.age)
    {
        cout << "移动构造" << endl;
    }

    Student& operator=(const Student& s);
};

int main()
{
    vector classes_one;
    vector classes_two;

    cout << "emplace_back:" << endl;
    classes_one.emplace_back("xiaohong", 24);

    cout << "push_back:" << endl;
    classes_two.push_back(Student("xiaoming", 23));
}

执行结果

原理

push_back()：先向容器尾部添加一个右值元素(临时对象)，然后调用构造函数构造出这个临时对象，最后调用移动构造函数将这个临时对象放入容器中并释放这个临时对象。
注：最后调用的不是拷贝构造函数，而是移动构造函数。因为需要释放临时对象，所以通过std::move进行移动构造，可以避免不必要的拷贝操作
emplace_back()：在容器尾部添加一个元素，调用构造函数原地构造，不需要触发拷贝构造和移动构造。因此比push_back()更加高效。

扩展

验证vector是以2倍增长的（g++）

#include 
#include 

using namespace std;

struct Student {
    string name;
    int age;

    Student(string&& n, int a)
        :name(std::move(n)), age(a)
    {
        cout << "构造" << endl;
    }

    Student(const Student& s)
        : name(std::move(s.name)), age(s.age)
    {
        cout << "拷贝构造" << endl;;
    }

    Student(Student&& s)
        :name(std::move(s.name)), age(s.age)
    {
        cout << "移动构造" << endl;
    }

    Student& operator=(const Student& s);
};

int main()
{
    vector classes;
    for(int i=1;i<100;i++) {
        classes.emplace_back("xiaohong", 24);
        cout< 
结果 
构造
1--1构造
拷贝构造
2--2构造
拷贝构造
拷贝构造
3--4构造
4--4构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
5--8构造
6--8构造
7--8构造
8--8构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
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9--16构造
10--16构造
11--16构造
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14--16构造
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拷贝构造
拷贝构造
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拷贝构造
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拷贝构造
拷贝构造
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拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
拷贝构造
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22--32构造
23--32构造
24--32构造
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28--32构造
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31--32构造
32--32构造
拷贝构造
拷贝构造
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拷贝构造
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97--128构造
98--128构造 
vs2019结果 
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2--2
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C++ emplace

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