emplace_back似乎可以不用move就能實現(xiàn)

Ruckus優(yōu)科

stl容器的emplace_back比push_back而言，用move語義來移動一個元素，而不是拷貝一個元素，所以效率可以更高。我看gcc的源碼，push_back(T&&)也是內(nèi)部用emplace_back一個move過的元素

問題:
但是這樣做是為了效率考慮的話，我感覺placement_new的效率更高啊，容器先reserve()，然后以reserve出來的空間作為地址，做new()來構(gòu)造一個新的元素，這樣一來連move都省掉了，豈不是更好。
感覺emplace_back需要依賴move語義，有點多次一舉的意思啊

OwnWaterloo

回復(fù) 1# Ruckus優(yōu)科

1. 
   
2. void push_back(const value_type& x);
   
3. void push_back(value_type&& x);
   
4. template <class... Args> void emplace_back(Args&&... args);
   

復(fù)制代碼

第1個是c++98的。
第2個是c++11的。 因為value_type&& x只能綁定右值， 所以可以將x用作move。
第3個也是c++11的。 Args&&不一定是右值引用， 這個東西叫universal references或forwarding references。
這個解釋起來有些復(fù)雜。。。 還是看 Universal References in C++11—Scott Meyers 比較專業(yè)。。。

于是可以先從另一個（也許會更容易）的方式看待C++11新加入的這兩貨 —— push_back(&&)和emplace_back —— 的不同， 就是emplace_back的參數(shù)個數(shù)。。。

push_back的右值重載，傳遞的始終是一個參數(shù)， 類型是容器的元素類型。
vector<string> xs;
xs.push_back("implicit"); // 實際是調(diào)用/* non explict */ string(const char* s)構(gòu)造一個臨時的string對象
xs.push_back(string("explicit")); // 是顯式調(diào)用 string(const char* s)構(gòu)造。。。
xs.push_back(string("hello world", 5));  // 是調(diào)用 string (const char* s, size_t n) 構(gòu)造。。。
xs.push_back(string(6, '0')); // 調(diào)用 string (size_t n, char c) 。。。
xs.push_back(string());  // 調(diào)用 string() 默認構(gòu)造。。。
它們都是先用各種參數(shù)構(gòu)造一個臨時的string作為push_back的參數(shù)， 通過它構(gòu)造出xs內(nèi)的那個元素， 即xs.back()。 然后銷毀那個臨時的string。
語義上總共兩個構(gòu)造。 一個析構(gòu)。 第2個構(gòu)造是通過move。

而emplace_back是不定長，不定類型的函數(shù)模板。
xs.emplace_back("explicit"); // string(const char* s)
xs.emplace_back("hello world", 5); // string (const char* s, size_t n)
xs.emplace_back(6, '0'); // string (size_t n, char c)
xs.emplace_back(); // string()
這些參數(shù)（包括最后一個沒有參數(shù)）轉(zhuǎn)發(fā)到string的構(gòu)造函數(shù)（包括默認構(gòu)造函數(shù)）， 直接構(gòu)造xs.back()。
語義上總共一個構(gòu)造。 零個析構(gòu)。

OwnWaterloo

Ruckus優(yōu)科 發(fā)表于 2015-11-25 23:05
但是這樣做是為了效率考慮的話，我感覺placement_new的效率更高啊，容器先reserve()，然后以reserve出來的空間作為地址，做new()來構(gòu)造一個新的元素，這樣一來連move都省掉了，豈不是更好。
感覺emplace_back需要依賴move語義，有點多次一舉的意思啊

再看了一次問題，我好像誤解你的問題了。。。
emplace_back確實是直接placement new， 直接構(gòu)造， 無須move。 所以關(guān)鍵點還是在前面省略的Args&&。。。

它不是rvalue reference， 而是universal references。 是為了完美轉(zhuǎn)發(fā)（perfect forwarding）， 保持參數(shù)的lvalue/rvalue性質(zhì)。
當是rvalue時， 就可以move， 而當是lvalue時， 就別move壞了。

假設(shè)X可以通過Y構(gòu)造：
struct Y {};
struct X {
      explicit X(Y const&);
      explicit X(Y&&);
};

vector<X> xs;
xs.emplace_back(Y()); // Y()產(chǎn)生臨時對象， 是右值， 調(diào)用X(Y&&)
Y y;
xs.emplace_back(y); // y是左值， 于是只能調(diào)用X(Y const&)
xs.emplace_back(move(y)); // move(y) cast到右值， 于是會調(diào)用X(Y&&)

可見emplace_back會維持參數(shù)的lvalue/rvalue的性質(zhì)并轉(zhuǎn)發(fā) —— 傳給emplace_back的是右值才調(diào)用X(Y&&)， 否則就調(diào)用X(Y const&)。

除了使用universal references外， 實現(xiàn)perfect forwarding還有另一半工作要做。僅僅看聲明不夠。。。
以單參數(shù)為例：
template <typename T> void emplace_back1(T&& x)
{
      value_type* p = back_address(); // 這是新的末尾元素所在地址
      new(p) value_type(std::forward<T>(x)); // 以forward<T>(x)為參數(shù)placement new
}
forward是一個條件cast， 只有當確實以右值調(diào)用emplace_back1時， 它才會cast到右值引用， 否則它只會返回左值引用。
于是就可以調(diào)用合適的value_type。

emplace_back和emplace_back1類似， 都聲明為universal references， 并將參數(shù)使用std::forward進行帶條件的cast， 將lvalue或rvalue參數(shù)原樣轉(zhuǎn)發(fā)給X。
只是emplace_back是不定長參數(shù)。

具體解釋。。。  可以看Effective Modern C++。。。
Item 1: Understand template type deduction. 會說明：
1. void push_back(value_type&&)是rvalue reference， 而template <typename T> void emplace_back1(T&& x)是universal references
2. xs.emplace_back1(Y())， T會推演為Y， 而xs.emplace_back1(y)， T會推演為Y&。

Item 28: Understand reference collapsing. 詳細介紹利用 reference collapsing 實現(xiàn) std::forward。


時隔多年。。。 Scott Meyers 叔叔繼續(xù)教C++信徒做人。。。

windoze

emplace_back本來就沒有copy也沒有move，它就是直接placement new的。
說move什么的是指參數(shù)，比如你用一個臨時string對象作為參數(shù)去emplace_back一個string容器，那這個臨時string參數(shù)會move過去而不是copy過去，和用string&&構(gòu)造string是一樣的。

Ruckus優(yōu)科

OwnWaterloo 發(fā)表于 2015-11-26 05:14
再看了一次問題，我好像誤解你的問題了。。。
emplace_back確實是直接placement new， 直接構(gòu)造， 無須 ...

謝謝，不過我嘗試了一下emplace_back多個元素，似乎不行啊:

1. 
   
2. #include <vector>
   
3. #include <deque>
   
4. #include <forward_list>
   
5. using namespace std;
   
6. 
   
7. int main()
   
8. {
   
9.     vector<int> vi;
   
10.     vi.emplace_back(3,4);
    
11.     cout << "Hello world!" << endl;
    
12.     return 0;
    
13. }
    

復(fù)制代碼

編譯報錯: ...gcc\4.8.1\include\c++\ext\new_allocator.h|120|error: new initializer expression list treated as compound expression [-fpermissive]

gcc抱的這個錯誤是什么含義?

lost_templar

回復(fù) 5# Ruckus優(yōu)科

1. void emplace_back(Args&&... args);

復(fù)制代碼

里邊的 args... 是作為 vector<T> 中 T 的 constructor 的參數(shù)出現(xiàn)的，而 int 類型構(gòu)建的時候只能接受 0 個或 1 個參數(shù)， 不是兩個。

可以這樣測試

1. 
   
2. #include <vector>
   
3. 
   
4. struct x
   
5. {
   
6.     template< typename ... Args >
   
7.     x( Args&& ... ){}
   
8. };
   
9. 
   
10. 
    
11. 
    
12. void f()
    
13. {
    
14.     std::vector<x> vx;
    
15.     vx.emplace_back( );
    
16.     vx.emplace_back( vx );
    
17.     vx.emplace_back( vx, vx );
    
18.     vx.emplace_back( vx, vx, vx );
    
19.     vx.emplace_back( vx, vx, vx, vx );
    
20. }
    
21. 
    

復(fù)制代碼