emplace 是 C++ 中标准库（STL）提供的一种高效的元素插入方式，常用于容器（如 std::vector, std::map, std::unordered_map 等）中。emplace 通过直接在容器内部构造元素，避免了不必要的拷贝或移动操作，从而提高了性能。

emplace 和 insert 的区别

  • **insert**：将一个已构造的对象插入到容器中。通常需要通过拷贝或移动构造将元素插入容器。

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    std::vector<int> vec;
    int x = 5;
    vec.insert(vec.end(), x);  // 插入时会发生一次拷贝构造

  • **emplace**：直接在容器内部构造元素，避免了额外的拷贝或移动操作。emplace 接受构造元素所需的参数，然后直接在容器中构造该元素。

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    std::vector<int> vec;
    vec.emplace_back(5);  // 在容器内部构造元素，避免拷贝

为什么使用 emplace？

  1. 避免不必要的拷贝或移动：

    • insert 必须先构造一个对象，然后将该对象插入容器，这可能涉及拷贝或移动构造。
    • emplace 直接在容器中构造元素，省去了额外的拷贝或移动操作。

  2. 提高效率：

    • 特别是在容器中插入复杂对象时，使用 emplace 能显著提高性能，因为它直接传递构造参数，而不需要先创建一个对象。

常见的 emplace 使用场景

  • **emplace_back**：用于 std::vector 等容器，在容器的末尾构造元素。

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    std::vector<std::pair<int, std::string>> vec;
    vec.emplace_back(1, "apple");  // 直接构造元素

  • **emplace**：对于 std::map、std::unordered_map 等关联容器，在指定位置构造元素。

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    std::map<int, std::string> m;
    m.emplace(1, "apple");  // 直接在 map 中构造一个键值对

  • **emplace_front**：用于 std::list 等容器，在容器的前面构造元素。

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    std::list<int> lst;
    lst.emplace_front(10);  // 在容器前面直接构造一个元素

emplace 示例代码

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#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>

int main() {
    // 使用 emplace_back 在 vector 中插入元素
    std::vector<int> vec;
    vec.emplace_back(10);  // 直接构造元素
    vec.emplace_back(20);

    for (const auto& val : vec) {
        std::cout << val << " ";  // 输出: 10 20
    }

    std::cout << std::endl;

    // 使用 emplace 在 map 中插入元素
    std::map<int, std::string> m;
    m.emplace(1, "apple");
    m.emplace(2, "banana");

    for (const auto& pair : m) {
        std::cout << pair.first << ": " << pair.second << std::endl;
    }

    // 输出:
    // 1: apple
    // 2: banana

    return 0;
}

总结

  • emplace 提供了比 insert 更高效的方式来插入元素，因为它避免了不必要的对象构造、拷贝或移动操作。
  • emplace 通过传递构造元素所需的参数，直接在容器内构造元素，而不是先创建元素再插入。
  • 常见的 emplace 变种有 emplace_back（用于 std::vector）、emplace（用于 std::map, std::unordered_map 等）以及 emplace_front（用于 std::list）。

使用 emplace 可以让你的程序更加高效，尤其是在需要频繁插入复杂对象时。