emplace、emplace_back等

和前面学的 map、set 等容器一样，C++ 11 标准也为 unordered_map 容器新增了 emplace() 和 emplace_hint() 成员方法，本节将对它们的用法做详细的介绍。

我们知道，实现向已有 unordered_map 容器中添加新键值对，可以通过调用 insert() 方法，但其实还有更好的方法，即使用 emplace() 或者 emplace_hint() 方法，它们完成“向容器中添加新键值对”的效率，要比 insert() 方法高。

至于为什么 emplace()、emplace_hint() 执行效率会比 insert() 方法高，可阅读《为什么emplace()、emplace_hint()执行效率比insert()高》一文，虽然此文的讲解对象为 map 容器，但就这 3 个方法来说，unordered_map 容器和 map 容器是一样的。

unordered_map中emplace()方法

emplace() 方法的用法很简单，其语法格式如下：

template 
    pair emplace ( Args&&... args );

其中，参数 args 表示可直接向该方法传递创建新键值对所需要的 2 个元素的值，其中第一个元素将作为键值对的键，另一个作为键值对的值。也就是说，该方法无需我们手动创建键值对，其内部会自行完成此工作。

emplace(key,value)

另外需要注意的是，该方法的返回值为 pair 类型值，其包含一个迭代器和一个 bool 类型值：

• 当 emplace() 成功添加新键值对时，返回的迭代器指向新添加的键值对，bool 值为 True；
• 当 emplace() 添加新键值对失败时，说明容器中本就包含一个键相等的键值对，此时返回的迭代器指向的就是容器中键相同的这个键值对，bool 值为 False。

#include
#include
#include

int main() {
	//创建unorder_map容器
	std::unordered_map u_map;
	u_map.emplace("博客", "https://blog.csdn.net/qq_44918090?spm=1010.2135.3001.5343");
	for (auto iter = u_map.begin(); iter != u_map.end(); ++iter) {
		std::cout << (*iter).first << " " << (*iter).second << std::endl;
	}
	std::cout << std::endl;
	std::pair::iterator, bool> ret = u_map.emplace("百度","www.baidu.com");	
	std::cout << ret.second << std::endl;
	std::cout << ret.first->first << " " << (*(ret.first)).second;

	return 0;
}

输出结果:

博客 https://blog.csdn.net/qq_44918090?spm=1010.2135.3001.5343

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【C++11】 改进程序性能的方法–emplace_back和无序容器 ,C++11写法,相比于insert或者push_back来说会生成临时对象

C++11在性能上做了很大的改进，最大程度的减少了内存移动和拷贝，除了前面说的右值引用外，还有下面两个：

• empalce系列函数通过直接构造对象的方式避免内存拷贝和移动；
• 无序容器在插入元素时不排序，提升了插入效率，但是如果关键字是自定义的需要提供hash函数和比较函数

emplace系列函数

在C++11之前，向vector中插入数据时常用的方法是push_back，从C++11开始，又提供了empalce，emplace_back方法，这些方法可以看成是push_back的替代品，不但使用简单，而且性能提升也比较明显。emplace_back的使用方法如下：

void Func2() {
	struct A {
		int a_;
		double b_;
		A(int a,double b)
			:a_(a),
			b_(b){
			std::cout << "emplace_back" << std::endl;
		}
	};
	std::vector vec;
	vec.emplace_back(1, 2.0);
	A a(2, 3.0);
	vec.push_back(a);
	for (auto iter = vec.begin(); iter != vec.end(); ++iter) {
		std::cout << (*iter).a_ << " " << (*iter).b_ << std::endl;
	}
}

从上面的代码可以看出，emplace_back方法使用简单，可以直接通过构造函数构造临时对象，因此，在实际编码的时候，我们也需要提供对象的构造方法，如果不提供，编译时将会报错，可以注释掉构造函数验证下。

emplace_back
emplace_back
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2 3
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相比push_back，emplace_back的性能优势也很明显，emplace_back通过减少内存移动和拷贝从而提升容器的插入性能，可以在上面的代码基础上改造完成。

void Func3() {
	struct A
	{
		int x;
		double y;
		std::string z;
		//构造
		A(int a, double b, std::string c) 
			:x(a)
			, y(b)
			, z(c) {
			std::cout << "is constructed" << std::endl;
		}
		//
		A(const A& otherA) 
			:x(otherA.x)
			, y(otherA.y)
			, z(std::move(otherA.z)) {
			std::cout << "is moved" << std::endl;
		}
	};

	std::vector v;
	std::cout << "------emplace_back:---------" << std::endl;
	v.emplace_back(1, 2, "helloword");

	std::cout << "------push_back:---------" << std::endl;
	v.push_back(A(3, 4, "china"));
}

运行结果:

------emplace_back:---------
is constructed
------push_back:---------
is constructed
is moved
is moved

从结果可以看出，在对vector的插入过程中，push_back方法构造了一次，移动了两次；使用emplace_back只进行了一次构造，没有进行内存的移动。

综上可以看出，在实际的应用中应该使用emplace系列函数代替传统的push_back等相关函数，但也需要注意一点，如果类或者结构体中没有提供构造函数，那么就不能使用emplace系列函数进行替换。

无序容器

C++11中新增了无序容器，如：unordered_map/unordered_multimap和unordered_set/unordered_multiset容器，在实际插入时，这些容器不在进行排序，因此相对有序的map和set来说效率都有提升。

map和set的底层实现是红黑树，对应的无序容器底层实现是Hash Table，由于内部通过哈希进行快速操作因此效率将会更高。在使用无序容器时，如果是基本类型数据，则不需要提供哈希函数和比较函数，使用方法和普通的map、set是一样的，如果数据类型是自定义的，在使用时需要提供哈希函数和比较函数，具体代码如下：

相同点

emplace是C++11新标准引入了新成员，同时引入的 还有emplace_front、emplace_back。分别对应容器的原有操作insert、push_front、push_back。

其功能分别为：将元素插入到一个指定的位置、将元素插入到容器头部、将元素插入到容器尾部。

不同点

**调用push或者insert时，将元素类型的对象传递出去，这些对象被拷贝到容器当中，或者创建一个局部临时对象，并将其压入容器。**使用 insert() 向 map 容器中插入键值对的过程是，先创建该键值对，然后再将该键值对复制或者移动到 map 容器中的指定位置。

调用emplace时，则是将参数传递给元素类型的构造函数，emplace成员使用这些参数在容器管理的内存空间中直接构造元素，没有拷贝操作。使用 emplace() 或 emplace_hint() 插入键值对的过程是，直接在 map 容器中的指定位置构造该键值对。

#include 
#include 

程序输出结果为：

insert():
调用构造函数
调用移动构造函数
调用移动构造函数
emplace():
调用构造函数
emplace_hint():
调用构造函数

效率

在大部分情况下，emplace函数可以在集合内直接创建新元素，而不需要将现有元素复制或移动到集合内，使用emplace函数能够减少复制或移动构造函数的开销，能提供比insert、push等函数更高的性能。

但对于std::map和std::unordered_map而言，在某些情况下insert可能比emplace更快。

例如：

调用std::map::insert函数需要传入一个std::pair对象。在实际插入时，这个pair会用于复制构造或移动构造map中实际的存储对象，这样会产生一次复制操作。

调用std::map::emplace函数时，则会使用传入的参数直接在实际的存储位置原地构造一个std::pair，这样通常可以减少一次复制操作

但是，若key原本就已经存在，则insert只需完成键的对比就可以直接返回了，而emplace将必须原地构造一个新的对象才能开始对比，使用emplace将需要额外的构造开销。

总结

大部分情况下，insert的效率不如emplace，但若key已存在情况下，insert效率优于emplace。