vector的push_back和emplace_back有什么区别？

八股文_C++STL面试题 0 425

参考回答

push_back 和 emplace_back 都是用来向 std::vector 添加新元素的函数，主要区别在于：

push_back：需要一个已构造的对象，将其拷贝（或移动）到 vector 中。
emplace_back：直接在 vector 的存储空间中原地构造对象，避免了额外的拷贝或移动操作。

简单来说：
– 如果已经有一个现成的对象，使用 push_back。
– 如果需要传递构造参数创建对象，使用 emplace_back。

详细讲解与拓展

1. `push_back` 的工作机制

push_back 将一个现成的对象添加到 vector 中：
– 如果对象支持移动语义，调用其移动构造函数。
– 否则调用其拷贝构造函数。

示例：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    MyClass(int x) { cout << "Constructor: " << x << endl; }
    MyClass(const MyClass& other) { cout << "Copy Constructor" << endl; }
    MyClass(MyClass&& other) noexcept { cout << "Move Constructor" << endl; }
};

int main() {
    vector<MyClass> v;
    MyClass obj(10);
    v.push_back(obj);  // 调用拷贝构造函数
    v.push_back(std::move(obj));  // 调用移动构造函数
    return 0;
}

输出：

Constructor: 10
Copy Constructor
Move Constructor

2. `emplace_back` 的工作机制

emplace_back 将对象的构造过程直接嵌入到 vector 的存储空间中，无需临时对象：
– 使用提供的参数，直接调用对象的构造函数。

示例：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    MyClass(int x) { cout << "Constructor: " << x << endl; }
    MyClass(const MyClass& other) { cout << "Copy Constructor" << endl; }
    MyClass(MyClass&& other) noexcept { cout << "Move Constructor" << endl; }
};

int main() {
    vector<MyClass> v;
    v.emplace_back(10);  // 直接在 vector 中调用构造函数
    return 0;
}

输出：

Constructor: 10

可以看到，emplace_back 直接调用了构造函数，没有拷贝或移动操作。

3. 性能比较

push_back 需要传递一个现成的对象，可能会涉及拷贝或移动操作，效率较低。
emplace_back 直接原地构造对象，省去了构造临时对象的开销，效率更高。

适用场景：
– 如果直接构造对象，优先使用 emplace_back。
– 如果已有现成的对象（如变量或函数返回值），使用 push_back。

4. 示例对比

以下代码展示了两者的性能差异：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

class MyClass {
public:
    MyClass(int x, int y) { cout << "Constructor: " << x << ", " << y << endl; }
    MyClass(const MyClass& other) { cout << "Copy Constructor" << endl; }
    MyClass(MyClass&& other) noexcept { cout << "Move Constructor" << endl; }
};

int main() {
    vector<MyClass> v1, v2;

    cout << "Using push_back:" << endl;
    MyClass obj(1, 2);
    v1.push_back(obj);  // 调用拷贝构造
    v1.push_back(std::move(obj));  // 调用移动构造

    cout << "\nUsing emplace_back:" << endl;
    v2.emplace_back(1, 2);  // 直接原地构造

    return 0;
}

输出：

Using push_back:
Constructor: 1, 2
Copy Constructor
Move Constructor

Using emplace_back:
Constructor: 1, 2

可以看到，emplace_back 避免了拷贝和移动操作。

5. 注意事项

如果使用 emplace_back，传递的参数必须匹配对象的构造函数，否则会导致编译错误。
在性能敏感的代码中，优先考虑使用 emplace_back。

总结

push_back 和 emplace_back 的主要区别在于对象的创建方式：
– push_back 使用已存在的对象，可能会涉及拷贝或移动操作。
– emplace_back 直接在容器中原地构造对象，避免额外开销。

在需要动态创建对象的场景下，emplace_back 通常更高效。合理选择两者，可以提高代码的性能和可读性。

参考回答

详细讲解与拓展

1. push_back 的工作机制

2. emplace_back 的工作机制

3. 性能比较

4. 示例对比

5. 注意事项

总结

发表评论 取消回复

1. `push_back` 的工作机制

2. `emplace_back` 的工作机制

发表评论取消回复