/push_back vs emplace_back

使用emplace_back 和push_back的性能差别来自于，向vector中添加自定义类型的新对象时：

前者支持直接传入参数，可以在vector 内直接构造对象；
后者不支持直接传入参数，所以只能先构造临时对象，调用类的拷贝构造函数将临时对象拷贝到vector 中，之后析构临时对象。

下面是笔者的测试代码：

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

#define RESET "\x1B[0m"
#define RED "\x1B[31m"
#define GRN "\x1B[32m"
#define YEL "\x1B[33m"
#define BLU "\x1B[34m"
#define MAG "\x1B[35m"
#define CYN "\x1B[36m"
#define WHT "\x1B[37m"

bool is_reserve = false;

class Point {
  private:
    int x;
    int y;

  public:
    // 构造函数
    Point(int x, int y) : x(x), y(y) {
        printf("%sConstruct (%d, %d)%s\n", GRN, x, y, RESET);
    }
    // 拷贝构造函数
    Point(const Point &p) : x(p.x), y(p.y) {
        printf("%sCopy (%d, %d)%s\n", BLU, x, y, RESET);
    }
    // 移动构造函数
    /*
    Point(Point &&rhs) : x(rhs.x), y(rhs.y) {
        printf("%sMove (%d, %d)%s\n", YEL, x, y, RESET);
    }
    */
    // 析构函数
    ~Point() { printf("%sDestruct (%d, %d)%s\n", RED, x, y, RESET); }
};

struct EPNotWork {
    int noConstructor;
};

void push_back_test() {
    vector<Point> vec;
    if (is_reserve) {
        vec.reserve(3);
    }
    vec.push_back(Point(1, 2));
    cout << endl;
    vec.push_back(Point(2, 3));
    cout << endl;
    vec.push_back(Point(3, 4));
    cout << endl;
}

void emplace_back_test() {
    vector<Point> vec;
    if (is_reserve) {
        vec.reserve(3);
    }
    vec.emplace_back(1, 2);
    cout << endl;
    vec.emplace_back(2, 3);
    cout << endl;
    vec.emplace_back(3, 4);
    cout << endl;
}

void test_efficency() {
    cout << "push_back_test:" << endl;
    push_back_test();
    cout << endl;
    cout << "emplace_back_test:" << endl;
    emplace_back_test();
}

void test_for_strcut() {
    vector<EPNotWork> vec;
    vec.push_back({0});
    // Error
    // vec.emplace_back({0});
    // No Error after declare Struct name explicitly
    vec.emplace_back<EPNotWork>({0});
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    cout << "No reserve" << endl;
    test_efficency();
    cout << endl;
    cout << "Reserve" << endl;
    is_reserve = true;
    test_efficency();
    return 0;
}

输出：

因为传给push_back的是匿名对象（右值rvalue，更确切来讲是将亡值xvalue），所以相应调用的是接收右值作为参数的push_back的重载。如果取消Point类中移动构造函数的注释，push_back则会调用移动构造函数。

由此可见，只要是需要创建新的自定义类型的对象并将其加入vector中时，push_back都无法摆脱其需要调用2次构造函数（1次普通构造函数、1次拷贝或移动构造函数）和1次析构函数的行为。

之所以要强调是加入新对象的原因在于如果加入已经构造过的对象，二者不会有任何的性能差距。

在性能上还有一点需要注意的是：vector 在创建之后不使用reserve 预留大小的话，每次添加新元素都会拷贝旧vector 中的所有元素到新的vector 中。