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C++中的emplace_back和push_back有什么区别?(原地构造减少拷贝开销)

裘德小鎮的故事

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发布时间:2026-01-18 11:35:45

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来源于php中文网

原创

emplace_back直接在容器末尾构造对象,避免临时对象和拷贝/移动;push_back先构造再移动或拷贝。二者性能差异取决于类型构造开销与移动优化程度。

c++中的emplace_back和push_back有什么区别?(原地构造减少拷贝开销)

emplace_back 直接在容器末尾构造对象

它把参数原样转发给元素类型的构造函数,在 vector 的内存空间里直接完成构造,不经过临时对象或拷贝/移动过程。比如 vec.emplace_back(1, "hello") 会调用 MyClass::MyClass(int, const char*),一步到位。

常见错误是误以为 emplace_back 总比 push_back 快——其实只在构造开销大、且类型支持完美转发时才有明显收益;对 intstd::string(已优化移动)等类型,差别常可忽略。

  • 适用场景:自定义类含多参数构造函数、无默认构造、移动代价高
  • 注意:若参数类型不匹配,编译失败位置可能较难定位(SFINAE 不友好)
  • 不适用于需要先计算再插入的逻辑,比如 push_back(func()) 这种依赖返回值的写法不能直接改 emplace_back

push_back 先构造再移动(或拷贝)

push_back 接收一个已存在的对象(左值或右值),然后调用其移动构造函数(C++11 起优先)或拷贝构造函数。即使你写 vec.push_back({1, "hello"}),也先生成一个临时 MyClass 对象,再把它移入容器。

示例中看似简洁的花括号初始化,实际触发了两次构造:一次临时对象,一次移动构造。而 emplace_back 只有一次。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

struct Point {
    int x, y;
    Point(int x, int y) : x(x), y(y) { std::cout << "ctor\n"; }
    Point(const Point&) { std::cout << "copy\n"; }
    Point(Point&&) noexcept { std::cout << "move\n"; }
};

std::vector v;
v.push_back({1, 2});   // ctor + move
v.emplace_back(3, 4);  // ctor only

参数转发机制决定行为差异

emplace_back 是可变参数模板,内部用 std::forward 完美转发所有参数;push_back 是单参数重载(左值引用 + 右值引用两个版本),无法拆解构造参数。

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这意味着:传入一个已构造好的对象时,必须用 push_back;想避免中间对象、且知道构造参数时,才该选 emplace_back

  • push_back(std::move(obj)):安全,明确转移所有权
  • emplace_back(obj):可能意外调用 MyClass(const MyClass&),不是你想的“原地构造”
  • emplace_back(std::move(obj)):仍会尝试用 MyClass(MyClass&&) 构造,但前提是该构造函数存在且可访问

性能差异在什么情况下真正显著?

只有当元素类型构造本身昂贵(如含大数组、文件句柄、锁等资源),且容器频繁增删时,emplace_back 减少的那一次移动才值得优化。现代 STL 对 std::stringstd::vector 等类型做了短字符串优化和移动语义强化,实测中两者的耗时差距常小于 1%。

更关键的陷阱是:过度使用 emplace_back 导致接口语义模糊。比如 vec.emplace_back(key, value) 看起来像插入 pair,但如果 value_typestd::pair,它实际调用的是 std::pair 的双参数构造,而非 std::make_pair 那种类型推导——容易因隐式转换引发意外行为。

真正该警惕的不是“该用哪个”,而是“是否清楚每个调用到底触发了哪个构造函数”。加个断点或打印构造日志,比背规则管用得多。

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