C++ emplace_back vs push_back

Question

C++ vector的emplace_back 与 push_back效率问题

#include <vector>
#include <functional>
#include <iostream>

class A
{
public:
    A(){printf("A()\n");}
    A(const A&) {printf("A copy\n");}
    ~A(){printf("~A()\n")}
};

int main()
{
    A a;
    std::vector<std::function<void()>> af;
    af.push_back([a](){});  //a被拷贝两次
    //af.emplace_back([a](){});  //a被拷贝三次
}

C++教程里emplack_back对比push_back会减少拷贝，但为何这里emplace_back会比push_back多一次拷贝

Answer 1

在您提供的代码示例中，emplace_back和push_back的行为与C++教程中描述的情况不符，这是因为您对lambda表达式的捕获方式有误解。

首先，我们来澄清一下emplace_back和push_back的区别：

• push_back接受一个值，这个值会被拷贝到vector的当前末尾。
• emplace_back接受一个构造函数的参数列表，并在vector的当前末尾直接构造一个对象。

在您的代码中，当您使用push_back时，您实际上是在创建一个std::function<void()>对象，它内部包含一个指向A的引用。这个引用会被拷贝到vector中，因此您看到了A copy的输出。

对于emplace_back，由于您传递的是一个lambda表达式[a](){}，这里有一个常见的误解。Lambda表达式默认捕获外部作用域中的变量是按值捕获的。这意味着a被拷贝了一次，并且lambda表达式内部存储的是a的一个拷贝。

这里是问题的核心：

af.push_back([a](){});  // a被拷贝两次
// af.emplace_back([a](){});  // a被拷贝三次

• push_back([a](){}); 这里的[a]是一个拷贝捕获，a被拷贝到lambda表达式中，然后这个lambda表达式被拷贝到vector中。所以这里实际上是有两次拷贝：一次是创建lambda表达式，另一次是将lambda表达式添加到vector中。
• emplace_back([a](){}); 这里[a]同样是一个拷贝捕获，但是emplace_back直接在vector的末尾构造了lambda表达式。这里并没有额外的拷贝，因为lambda表达式是在vector内部构造的。

所以，实际上emplace_back并不会比push_back多一次拷贝。如果您看到了emplace_back比push_back多一次拷贝的情况，那可能是因为其他原因，比如在打印消息时的输出顺序或者对lambda捕获的误解。

总结一下，在这个特定的例子中，push_back和emplace_back的行为应该是相同的，都涉及两次拷贝：一次是创建lambda表达式，另一次是将lambda表达式添加到vector中。