面试题：C++ 中 vector 的 push_back 和 emplace_back 有什么区别？

push_back 和 emplace_back 是 C++ 中 std::vector 的两个成员函数，用于向容器末尾添加元素。它们的核心区别在于如何构造元素以及性能优化。

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1. push_back

• 功能：
  • 将元素添加到 vector 的末尾。
  • 如果传递的是一个对象，push_back 会调用该对象的拷贝构造函数或移动构造函数。
  • 如果传递的是临时对象（右值），push_back 会调用移动构造函数（如果存在）。
• 性能：
  • 如果传递的是左值对象，push_back 会调用拷贝构造函数，可能导致额外的性能开销。
  • 如果传递的是右值对象，push_back 会调用移动构造函数，性能较好。

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2. emplace_back

• 功能：
  • 直接在 vector 的末尾就地构造元素，避免了不必要的拷贝或移动操作。
  • 它通过传递的参数直接调用元素的构造函数。
• 性能：
  • emplace_back 直接在容器中构造对象，避免了临时对象的创建和拷贝/移动操作，性能通常优于 push_back。

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3. 区别对比

特性	push_back	emplace_back
参数类型	接受对象（左值或右值）	接受构造对象所需的参数
构造方式	调用拷贝构造函数或移动构造函数	直接在容器中构造对象
性能	可能涉及临时对象的拷贝或移动	避免临时对象，性能更优
适用场景	适合已经构造好的对象	适合直接传递构造参数

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4. 代码示例对比

使用 push_back

#include <vector>
#include <string>

int main() {
    std::vector<std::string> vec;
    std::string str = "Hello";
    vec.push_back(str);          // 调用拷贝构造函数
    vec.push_back(std::move(str)); // 调用移动构造函数
    return 0;
}

使用 emplace_back

#include <vector>
#include <string>

int main() {
    std::vector<std::string> vec;
    vec.emplace_back("Hello");  // 直接调用 std::string 的构造函数
    return 0;
}

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5. 性能优化示例

假设有一个类 MyClass，其构造函数接受多个参数：

class MyClass {
public:
    MyClass(int a, int b, int c) {
        std::cout << "MyClass constructed" << std::endl;
    }
};

• 使用 push_back：

  std::vector<MyClass> vec;
  vec.push_back(MyClass(1, 2, 3));  // 先构造临时对象，再移动

• 使用 emplace_back：

  std::vector<MyClass> vec;
  vec.emplace_back(1, 2, 3);  // 直接在容器中构造对象

emplace_back 避免了临时对象的构造和移动，性能更优。

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6. 总结

• push_back：
  • 接受一个对象（左值或右值），调用拷贝构造函数或移动构造函数。
  • 适合已经构造好的对象。
• emplace_back：
  • 接受构造对象所需的参数，直接在容器中构造对象。
  • 性能更优，适合直接传递构造参数。

在现代 C++ 中，优先使用 emplace_back，尤其是当对象的构造参数已知时，可以避免不必要的拷贝或移动操作。