emplace_back减少内存拷贝和移动

--------《深入应用C++11：代码优化与工程级应用》第2章使用C++11改进程序性能，本章将分别介绍右值引用相关的新特性。本节为大家介绍emplace_back减少内存拷贝和移动。---------

2.4　emplace_back减少内存拷贝和移动

emplace_back能就地通过参数构造对象，不需要拷贝或者移动内存，相比push_back能更好地避免内存的拷贝与移动，使容器插入元素的性能得到进一步提升。在大多数情况下应该优先使用emplace_back来代替push_back。所有的标准库容器（array除外，因为它的长度不可改变，不能插入元素）都增加了类似的方法：emplace、emplace_hint、emplace_front、emplace_after和 emplace_back，关于它们的具体用法可以参考cppreference.com。这里仅列举典型的示例。

vector的emplace_back的基本用法如下：
 

可以看出，emplace_back的用法比较简单，直接通过构造函数的参数就可以构造对象，因此，也要求对象有对应的构造函数，如果没有对应的构造函数，编译器会报错。如果把上面的构造函数注释掉，在vs2013下编译会报如下错误：
 error C2661: “A::A”: 没有重载函数接受 2 个参数

其他容器相应的emplace方法也是类似的。

相对push_back而言，emplace_back更具性能优势。下面通过一个例子来看emplace_back和push_back的性能差异，如代码清单2-5所示。

代码清单2-5　emplace_back和push_back的比较

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

struct Complicated
{
         int year;
         double country;
         std::string name;  

         Complicated(int a, double b, string c):year(a),country(b),name(c)
         {
                  cout<<"is constucted"<<endl;
         }  

         Complicated(const Complicated&other):year(other.year),country(other.country),name(std::move(other.name))
         {
                  cout<<"is moved"<<endl;
         }
};  

int main()
{
         std::map<int, Complicated> m;
         int anInt = 4;
         double aDouble = 5.0;
         std::string aString = "C++";
         cout<<"—insert--"<<endl;
         m.insert(std::make_pair(4, Complicated(anInt, aDouble, aString)));  

         cout<<"—emplace--"<<endl;
         // should be easier for the optimizer
         m.emplace(4, Complicated(anInt, aDouble, aString));  

         cout<<"--emplace_back--"<<endl;
         vector<Complicated> v;
         v.emplace_back(anInt, aDouble, aString);
         cout<<"--push_back--"<<endl;
         v.push_back(Complicated(anInt, aDouble, aString));
} 

输出如下：

代码清单2-5测试了map的emplace和vector的emplace_back，用map的insert方法插入元素时有两次内存移动，而用emplace时只有一次内存移动；用vector的push_back插入元素时有两次移动内存，而用emplace_back时没有内存移动，是直接构造的。

可以看到，emplace/emplace_back的性能比之前的insert和push_back的性能要提高很多，我们应该尽量用emplace/emplace_back来代替原来的插入元素的接口以提高性能。需要注意的是，我们还不能完全用emplace_back来取代push_back等老接口，因为在某些场景下并不能直接使用emplace来进行就地构造，比如，当结构体中没有提供相应的构造函数时就不能用emplace了，这时就只能用push_back。

另外可参考：STL vector中的emplace_back方法