push_back & emplace_back

push_back & emplace_back

内容

在C++中，vector<vector<int>>使用push_back和emplace_back时对初始化列表的处理差异源于两者参数传递机制的不同。以下是详细解释：

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1. push_back的工作原理

• 隐式类型转换：
  push_back的参数类型是明确的const vector<int>&或vector<int>&&。当传递{1, 2, 3}时，编译器会自动将其隐式转换为一个临时的vector<int>对象（调用vector<int>的构造函数接受std::initializer_list<int>）。

• 代码示例：

  std::vector<std::vector<int>> v;
  v.push_back({1, 2, 3});  // 等效于 v.push_back(std::vector<int>{1, 2, 3});
  

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2. emplace_back的限制

• 直接构造参数：
  emplace_back的参数是直接传递给元素构造函数的一组参数。然而，初始化列表{1, 2, 3}的类型是std::initializer_list<int>，而vector<int>的构造函数需要显式接受这个类型。

• 模板参数推导失败：
  由于模板参数推导规则的限制，编译器无法将{1, 2, 3}推导为std::initializer_list<int>。因此，必须显式指明参数类型。

• 正确写法：

  v.emplace_back(std::initializer_list<int>{1, 2, 3});  // 显式传递初始化列表
  // 或直接构造临时对象
  v.emplace_back(std::vector<int>{1, 2, 3});
  

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3. 根本原因

方法	参数类型	初始化列表处理
push_back	const vector<int>& 或 vector<int>&&	接受隐式转换，允许从{...}构造临时vector<int>
emplace_back	模板参数包（需匹配vector<int>的构造函数）	无法推导{...}为std::initializer_list<int>

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4. 解决方法

(1) 显式传递std::initializer_list<int>

v.emplace_back(std::initializer_list<int>{1, 2, 3});

(2) 使用直接构造临时对象

v.emplace_back(std::vector<int>{1, 2, 3});

(3) 使用C++17的类模板参数推导（CTAD）

在C++17及以上版本中，可以简化构造：

v.emplace_back(std::vector{1, 2, 3});  // 无需指定<int>

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5. 性能对比

方法	内存操作	效率
push_back	构造临时vector<int> → 移动或拷贝到容器	可能有一次拷贝/移动
emplace_back	直接在容器内存中构造vector<int>	无临时对象开销

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6. 总结

• push_back的便捷性：
  依赖隐式转换，适合快速插入已知类型的对象。

• emplace_back的灵活性：
  需显式传递构造参数，避免临时对象，但需注意模板参数推导的限制。

通过理解两者底层机制，可以更高效地选择适合场景的方法。