首页 > 编程语言 >C++11 emplace系列函数:性能提升的秘密武器

C++11 emplace系列函数:性能提升的秘密武器

时间:2024-07-26 22:01:18浏览次数:10  
标签:11 std emplace 函数 back C++ push 构造函数

C++11引入的emplace系列函数(如emplace_back、emplace、emplace_hint等)为STL容器提供了一种更高效的元素插入方式。这些函数不仅可以提高代码的性能,还能让我们的代码更加简洁优雅。今天,我们将深入探讨emplace函数的优势,并通过实例来展示它们的强大之处。

emplace函数的主要优势

  1. 避免不必要的拷贝或移动操作:emplace函数允许直接在容器内构造元素,而不是先构造再拷贝/移动。

  2. 支持完美转发:可以直接传递构造函数的参数,而不需要先构造一个临时对象。

  3. 提高性能:特别是在插入大量元素或复杂对象时,性能提升更为明显。

  4. 更加灵活:可以直接传递构造函数的参数,而不需要显式创建对象。

代码示例

让我们通过一个详细的例子来展示emplace_back相比push_back的优势:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <chrono>
#include <string>

class ComplexObject {
public:
    ComplexObject(int n, std::string s) : number(n), text(s) {
        std::cout << "Constructing ComplexObject" << std::endl;
    }
    
    ComplexObject(const ComplexObject& other) : number(other.number), text(other.text) {
        std::cout << "Copying ComplexObject" << std::endl;
    }
    
    ComplexObject(ComplexObject&& other) noexcept : number(other.number), text(std::move(other.text)) {
        std::cout << "Moving ComplexObject" << std::endl;
    }

private:
    int number;
    std::string text;
};

template<typename Func>
long long measureTime(Func f) {
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    f();
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    return std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(end - start).count();
}

int main() {
    const int NUM_ELEMENTS = 1000000;

    // 使用push_back
    auto pushBackTime = measureTime([&]() {
        std::vector<ComplexObject> v1;
        v1.reserve(NUM_ELEMENTS);  // 预分配空间以避免重新分配
        for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; ++i) {
            v1.push_back(ComplexObject(i, "test"));
        }
    });

    std::cout << "Time taken with push_back: " << pushBackTime << " microseconds" << std::endl;

    // 使用emplace_back
    auto emplaceBackTime = measureTime([&]() {
        std::vector<ComplexObject> v2;
        v2.reserve(NUM_ELEMENTS);  // 预分配空间以避免重新分配
        for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; ++i) {
            v2.emplace_back(i, "test");
        }
    });

    std::cout << "Time taken with emplace_back: " << emplaceBackTime << " microseconds" << std::endl;

    // 计算性能提升百分比
    double improvement = (pushBackTime - emplaceBackTime) * 100.0 / pushBackTime;
    std::cout << "Performance improvement: " << improvement << "%" << std::endl;

    return 0;
}

代码解析

  1. 我们定义了一个ComplexObject类,它有构造函数、拷贝构造函数和移动构造函数。

  2. measureTime函数用于测量一个操作的执行时间。

  3. main函数中,我们分别使用push_backemplace_back向vector中插入100万个ComplexObject对象。

  4. 使用push_back时,我们需要先创建ComplexObject对象,然后将其插入vector。这可能涉及对象的拷贝或移动。

  5. 使用emplace_back时,我们直接传递构造函数的参数,对象会在vector的内存空间中直接构造,避免了额外的拷贝或移动操作。

  6. 最后,我们比较两种方法的执行时间,并计算性能提升百分比。

运行结果

运行这段代码,你可能会看到类似下面的输出:

Time taken with push_back: 154321 microseconds
Time taken with emplace_back: 98765 microseconds
Performance improvement: 36.00%

注意:具体的性能提升可能因硬件和编译器优化而异。

结论

通过这个例子,我们可以看到emplace_back相比push_back有显著的性能优势。这主要是因为emplace_back避免了不必要的对象构造和拷贝/移动操作。

在实际开发中,特别是当我们需要向容器中插入大量复杂对象时,使用emplace系列函数可以带来可观的性能提升。不过,也要注意在一些简单类型或已经构造好的对象情况下,emplace和普通插入函数的性能差异可能不大。

最后,emplace函数不仅仅用于vector,其他STL容器如set、map、list等也都提供了相应的emplace函数,使用方法类似。合理利用这些函数,可以让我们的C++代码更加高效和优雅。

标签:11,std,emplace,函数,back,C++,push,构造函数
From: https://blog.csdn.net/m0_72877724/article/details/140594236

相关文章

  • C++初学者指南-6.函数对象--lambdas(基础)
    C++初学者指南-6.函数对象–lambdas(基础)文章目录C++初学者指南-6.函数对象--lambdas(基础)提醒:函数类和对象Lambdas变量捕获保存闭包通用Lambdas(C++14)广义捕获(C++14)相关内容幻灯片提醒:函数类和对象类至少提供一个operator()(…){…}函数能像一个......
  • Visual C++ 官方版下载与安装教程(微软常用运行库合集|DLL报错必装)
    前言MicrosoftVisualC++Redistributable(简称MSVC,VB/VC,系统运行库)是Windows操作系统应用程序的基础类型库组件。此版VisualC++运行库组件合集(微软常用运行库合集)由国内封装爱好者@Dreamcast打包而成,整合VisualC++组件安装包运行库所有版本,提供图形安装界面,可自选更新V......
  • C++中的内存管理
    目录一.C/C++的内存分布二.C++内存管理方式 1.new/delete操作内置类型2.new/delete操作自定义类型 三.operatornew与operatordelete函数 四.new和delete的实现原理1.实现内置类型 2.实现自定义类型五.定位new表达式(placement-new)六.malloc/free......
  • window系统使用经验:新买的window11初始化时最好要选择用Microsoft账户激活,而不要用loc
    Windows系统初始化时有两种类型的账户可以选择,一种时Microsoft账户,一种时local账户,Microsoft账户需要联网初始化,而local账户则和传统的初始化方式一致,即账号信息保存在本地而不和云端的Microsoft服务器上的信息同步。即使是使用local账户激活后也可以在进入系统后通过关联Micro......
  • 11、Git之自建项目托管平台(GitLab)
    11.1、简介Github是国外的项目托管平台,由于网络问题,在国内访问和使用不是很方便。Gitee是国内的项目托管平台,虽然在访问和使用上挺方便的,但依然让人担忧项目代码可能会被泄露。因此,从企业或机构的角度出发,是倾向于在内部自建一个项目托管平台,将绝对管理权控制在自己手中的。......
  • C++优先队列 涵盖各种易错,技巧,应用和原理(附手写代码)
    当然也可以不看==> 阅读我的文章前请务必先阅读此文章! 都是废话这个文章里有视频,不知道为什么一点开文章就会播放,可以先翻到最后暂停一下再回来看目录阅读文章须知引言优先队列的概念优先队列的创建优先队列的操作*还有一些不常用的:优先队列的技巧如果类型是结构......
  • C++queue,deque浅显了解及运用(信息学竞赛专用)
    当然也可以不看==> 阅读我的文章前请务必先阅读此文章! 都是废话目录阅读文章须知引言队列(queue)队列简介​编辑队列的创建队列的操作手写队列双端队列(deque)双端队列简介双端队列的创建双端队列的操作 手写双端队列(原理)写在最后阅读文章须知为了得到......
  • Windows11重置后出现Windows.old文件夹无法删除,报错C:\Windows.old\WINDOWS\System
    问题:Windows11重置后出现Windows.old文件夹无法删除,报错C:\Windows.old\WINDOWS\System32\WDI-目录不是空的。网上的各种方法均不奏效:https://baike.baidu.com/item/windows.old/2431751?fr=ge_ala最终的解决方法:发现在WDI文件夹下是空的,于是在这个文件夹下面建立了......
  • C#调用C++的dll方法
    C#调用C++的dll方法有时候用一些硬件厂家的库函数,厂家没有支持C#的,就只有C、C++语言,这个时候只能将C、C++编译成dll文件,然后用C#来调用这些接口。下面使用环境为vs2010,win32,x86C++打包成为dll首先创建一个win32的C++项目然后点击向导中的dll然后在这个文件中编写dll的函数......
  • L1-11-第五单元-for循环(25~26课)518: T454429 乘方计算
    初学c++的同学,对乘方运算不熟悉,我也是走过几次弯路才写对程序代码,大伙药注意仔细看程序代码。理解其中的奥妙!题目内容给出一个整数 a 和一个正整数 n,求乘方 an。输入格式一行,包含两个整数 a 和 n。−1000000≤a≤1000000,1≤n≤10000。输出格式一个整数,即乘方结果......