emplace 和 emplace_back

常见用法:

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vector<int> v;
for(int i=0; i<4; i++)
{
v.emplace_back();
auto& num = v.back();
num = i;
qDebug()<< "size: "<<v.size() <<" v.back: "<<v.back();
}

结果

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size:  1   v.back:  0
size: 2 v.back: 1
size: 3 v.back: 2
size: 4 v.back: 3

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#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

class A{
public:
A(const string& s) {cout << "A construct " <<endl;}
A(const A& a) {cout <<"A copy"<<endl; }
private:
string s;
};

int main()
{
std::map<int, string> m;
vector<A> v;
A a1("test"); // a1 构造函数
cout << "------------------" << endl;
v.push_back(a1); // a1 拷贝构造函数
v.emplace_back(a1);

//先运行构造函数,后拷贝构造函数
v.push_back(A("test") );
v.emplace_back(A("test") );

// v.push_back("test"); 报错
// 这个才是真正的用途
v.emplace_back("test"); // 隐式转换,只有拷贝构造函数
cout << "******************" << endl;
return 0;
}

对于C++ 11里vector的emplace_back函数比较失望,都说提高了效率,其实它仅对于元素做隐式转换的情况有效,此时没有产生临时对象。对其他情况,和push_back没区别。

这里用到的c++11特性完美转发:将接收下来的参数原样完美地传递给对象的构造函数,这带来另一个方便性就是即使是构造函数声明为 explicit 它还是可以正常工作,因为它不存在临时变量和隐式转换。

map::emplace

map就只有emplace,机制也是一样的。元素是直接构建的,既不复制也不移动,仅当键不存在时才插入。
但是map有个问题:emplace 方法把它接收到的所有的参数都一起转发给 pair 的构造函数。但是对于一个 pair 来说,它既需要构造它的 key 又需要构造它的 value。如果我们按照之前普通的语法使用变参模板的话,则它是无法区分哪些参数用来构造 key, 哪些用来构造 value的。 比如下面的代码

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// 无法区分哪个参数用来构造 key 哪些用来构造 value
// 有可能是 std::string s("hello", 1), std::complex<double> cpx(2)
// 也有可能是 std::string s("hello"), std::complex<double> cpx(1, 2)
std::map<std::string, std::complex<double>> scp;
scp.emplace("hello", 1, 2);

考虑使用可以接受异构、变长参数的 tuple 来对参数进行分组。再使用 C++11 提供的一个特殊类型 piecewise_construct_t 来帮助它们找到各自正确的构造函数了。std::piecewise_construct_t 是一个空类,全局变量 std::piecewise_construct 就是该类型的一个变量。

std::piecewise_construct作为构造 pair 对象的第一个参数传递,以选择构造函数形式,通过将两个元组对象的元素转发给它们各自的构造函数来构造其成员。即第一个 tuple 作为 key,第二个 tuple 作为 value。 使用 forward_as_tuple,该函数会构造一个 tuple 并转发给 pair。

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// 想对于 map 避免临时变量的构造的话,就需要构建两个 tuple
std::map<std::string, std::complex<double>> scp;
scp.emplace(std::piecewise_construct, // 此常量值作为构造 pair 对象的第一个参数传递,以选择构造函数形式,通过将两个元组对象的元素转发给它们各自的构造函数来构造其成员。
std::forward_as_tuple("hello"), // 该函数会构造一个 tuple 并转发给 pair 构造,并存储在 first 字段
std::forward_as_tuple(1, 2)); //该函数会构造一个 tuple 并转发给 pair 构造,存储在 second 字段

cartographer中的代码就是这样

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// std::map<int, ::cartographer::mapping::PoseExtrapolator>  extrapolators_;
// PoseExtrapolator的构造函数有2个参数:common::Duration pose_queue_duration,
// double imu_gravity_time_constant
extrapolators_.emplace(
std::piecewise_construct,
std::forward_as_tuple(trajectory_id),
std::forward_as_tuple(
::cartographer::common::FromSeconds(kExtrapolationEstimationTimeSec),
gravity_time_constant) );

无参的emplace_back

还有一种使用无参的vector::emplace_back() 或者 deque::emplace_back(),下面是从cartographer中学来的代码,确实有一定技巧

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    vector<std::unique_ptr<A> > dd;
dd.emplace_back();
// 注意这里的 size 也是1
cout <<"capacity: "<< dd.capacity() <<" size: "<< dd.size() <<endl;
// cout << dd.at(0)->getValue() <<endl; 这里运行会崩溃

auto* a1 = &dd.back(); // 这个是 unique_ptr
a1->reset(new A(5) ); // 不能再用=,unique_ptr不能复制
cout <<"capacity: "<< dd.capacity() <<" size: "<< dd.size() <<endl;
cout << dd.at(0)->getValue() <<endl;

运行结果:

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capacity: 1 size: 1
A construct
capacity: 1 size: 1
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参考:
emplace_back VS push_back