当前位置：首页 > news >正文

C++——Vector：push_back和emplace_back的区别，测试写入1GB大数据时的性能差距

news 2025/8/30 4:12:50

什么是emplace_back

emplace_back是C++11引入的STL容器成员函数。emplace操作只执行构造而不执行拷贝构造。
如何理解上面这句话？先来看一个场景。

class test
{
public:test(){}test(int i){ std::cout << "test(int i)" << std::endl; }test(const test& _test){ std::cout << "test(const test& _test)" << std::endl; }
};int main()
{std::vector<test> arr;arr.reserve(5);arr.push_back(1);arr.emplace_back(1);return 0;
}

test类显式写出了三个构造函数，分别是无参构造、单参数构造、拷贝构造。因为C++中单参数的构造函数支持隐式类型转换，因此可以拿一个整型构造一个test对象。除非用explicit修饰构造函数，表示禁止隐式类型转换构造。

test(int i)
test(const test& _test)
test(int i)

这是上述代码的运行结果，可以看到push_back中，会用整数1构造一个test对象，再通过拷贝构造再构造一个对象，这才是插入到arr数组中的对象。
而emplace_back只有一次隐式类型转换的构造，因为emplace是直接使用参数在容器管理的内存空间中直接构造元素，因此没有拷贝的操作，在一定程度上提高了效率。

写入大数据时的性能差异

class test
{
public:test(){}test(int i){ }test(const test& _test){ }
};void test_push_back()
{clock_t start = clock();std::vector<test> arr;arr.reserve(1000000000);for(int i = 0; i < 1000000000; i++){arr.push_back(1);}std::cout <<"耗时："<< (clock() - start) << std::endl;/*耗时：24.41秒*/
}void test_emplace_back()
{clock_t start = clock();std::vector<test> arr;arr.reserve(1000000000);for(int i = 0; i < 1000000000; i++){arr.emplace_back(1);}std::cout <<"耗时："<< (clock() - start) << std::endl;/*耗时：15.86秒*/
}int main()
{test_push_back();test_emplace_back();return 0;
}shell脚本用于实时监控进程运行状况
while true; do ps aux | head -1 ; ps aux | grep a.out; printf "——————————————————————\n\n" ; sleep 1; done

一个栈上的test对象的大小是1个字节，因为test类没有存储对象成员，而编译器为了表明一个test对象存在，需要用1字节作为占位符。
10⁹ 个对象即1亿个，1个对象是1个字节。后台检测到有982456个字节，即大约1GB。可以看到，插入10⁹个test对象的时候，差距大概是10秒钟。

应用场景

你可能说，这种优化有什么用，有什么类会允许隐式类型转换，还可能插入的时候不显式构造？
没错，就是string。

void test_push_back()
{clock_t start = clock();std::vector<std::string> arr;arr.reserve(1000000000);for(int i = 0; i < 100000000; i++){arr.push_back("Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! ");}std::cout <<"耗时："<< (clock() - start) << std::endl;/*耗时：25.66秒*/
}void test_emplace_back()
{clock_t start = clock();std::vector<std::string> arr;arr.reserve(1000000000);for(int i = 0; i < 100000000; i++){arr.emplace_back("Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! Hello World !!! ");}std::cout <<"耗时："<< (clock() - start) << std::endl;/*耗时：16.20秒*/
}