Neden emplace_back yerine push_back kullanmalıyım?

C ++ 11 vektörleri yeni işleve sahiptir emplace_back. push_backKopyalardan kaçınmak için derleyici optimizasyonlarından farklı olarak , emplace_backyerinde bir nesne oluşturmak için bağımsız değişkenleri doğrudan yapıcıya göndermek için mükemmel yönlendirme kullanır. Bana öyle emplace_backgeliyor ki her şey push_backyapabiliyor, ama bazen bunu daha iyi yapacak (ama asla kötü olmayacak).

Hangi sebebi kullanmam gerekiyor push_back?

Bu soruyu son dört yıldır biraz düşündüm. Ben en çok açıklamalar bu sonuca gelmiş push_backvs emplace_backtam resmini özledim.

Geçen yıl, C ++ 14'te C ++ Now on Type Deduction'da sunum yaptım . 13 : 49'a push_backkarşı konuşmaya başlıyorum emplace_back, ancak bundan önce destekleyici kanıtlar sağlayan yararlı bilgiler var.

Gerçek birincil fark, örtük ve açık kurucularla ilgilidir. push_backVeya iletmek istediğimiz tek bir argümanın olduğu durumu düşünün emplace_back.

std::vector<T> v;
v.push_back(x);
v.emplace_back(x);

Optimizasyon derleyiciniz bu konuyu ele geçirdikten sonra, üretilen kod açısından bu iki ifade arasında fark yoktur. Geleneksel bilgelik olduğunu push_backsonra taşındı alacak geçici bir nesne, inşa edecek voysa emplace_backboyunca argüman ileri ve hiçbir kopya veya hamle ile yerinde doğrudan inşa edecek. Bu, standart kitaplıklarda yazılan koda dayalı olarak doğru olabilir, ancak en iyileştirici derleyicinin işinin yazdığınız kodu oluşturmak olduğu şeklindeki yanlış varsayımı yapar. Optimizasyon derleyicisinin işi aslında, platforma özgü optimizasyonlar konusunda uzman olsaydınız ve sürdürülebilirlik, sadece performans umurunda olmasaydı yazdığınız kodu üretmektir.

Bu iki ifade arasındaki asıl fark, daha güçlü emplace_backolanın herhangi bir yapıcı türünü çağırmasıdır, oysa daha ihtiyatlı olan push_backyalnızca örtük kurucuları çağırır. Örtük kurucuların güvenli olması gerekiyordu. Eğer dolaylı Uolarak bir a'dan inşa edebiliyorsanız T, Utüm bilgileri Tkayıpsız tutabileceğinizi söylüyorsunuz . Hemen hemen her durumda güvenlidir Tve bunu yapmak hiç kimse umursamaz U. Örtülü bir yapıcı iyi bir örnek, dönüşüm std::uint32_tiçin std::uint64_t. Örtülü bir dönüşüm bir kötü bir örnektir doubleiçin std::uint8_t.

Programlamamızda temkinli olmak istiyoruz. Güçlü özellikleri kullanmak istemiyoruz çünkü özellik ne kadar güçlü olursa, yanlışlıkla yanlış veya beklenmedik bir şey yapmak o kadar kolay olur. Açık kurucuları çağırmak istiyorsanız, gücüne ihtiyacınız var emplace_back. Sadece örtük kurucuları çağırmak istiyorsanız, 'in güvenliğine sadık kalın push_back.

Bir örnek

std::vector<std::unique_ptr<T>> v;
T a;
v.emplace_back(std::addressof(a)); // compiles
v.push_back(std::addressof(a)); // fails to compile

std::unique_ptr<T>adlı kullanıcının açık bir kurucusu var T *. Çünkü emplace_backsadece iyi olmayan bir sahibi işaretçi derler geçen açık kurucular çağırabilir. Ancak, vkapsam dışına çıktığında , yıkıcı yalnızca bir yığın nesnesi olduğu için ayrılmayan deletebu işaretçiyi çağırmaya çalışır new. Bu, tanımlanmamış davranışa yol açar.

Bu sadece icat edilmiş bir kod değildir. Bu, karşılaştığım gerçek bir üretim hatasıydı. Kod vardı std::vector<T *>, ancak içeriğe sahipti. C ++ 11'e geçişin bir parçası olarak, vektörün belleğine sahip olduğunu belirtmek T *için doğru şekilde değiştirdim std::unique_ptr<T>. Ancak, ben de değişti bu yüzden, "emplace_back her şey push_back yapabileceği gelmez ve daha, neden şimdiye kadar push_back kullanırsınız?" Düşünce sırasında, 2012 yılında benim anlayışıma kapalı bu değişiklikleri dayandırarak push_backiçin emplace_back.

Bunun yerine kodu daha güvenli kullanarak bırakmış push_backolsaydım, anında bu uzun süredir devam eden hatayı yakalardım ve C ++ 11'e yükseltme başarısı olarak görülüyordu. Bunun yerine, hatayı maskeledim ve aylara kadar bulamadım.

push_backher zaman çok sevdiğim tek tip başlatma kullanımına izin verir. Örneğin:

struct aggregate {
    int foo;
    int bar;
};

std::vector<aggregate> v;
v.push_back({ 42, 121 });

Öte yandan, v.emplace_back({ 42, 121 });çalışmaz.

C ++ 11 öncesi derleyicileri ile geriye dönük uyumluluk.

Emplace_back'in bazı kitaplık uygulamaları, Visual Studio 2012, 2013 ve 2015 ile birlikte gelen sürüm de dahil olmak üzere C ++ standardında belirtildiği gibi davranmaz.

Bilinen derleyici hatalarını karşılamak std::vector::push_back()için parametrelerin yineleyicilere veya çağrıdan sonra geçersiz olacak diğer nesnelere başvurup başvurmadığını tercih edin.

std::vector<int> v;
v.emplace_back(123);
v.emplace_back(v[0]); // Produces incorrect results in some compilers

Bir derleyicide, v, beklenen 123 ve 123 yerine 123 ve 21 değerlerini içerir. Bunun nedeni, 2. emplace_backnoktaya yapılan çağrının , hangi noktada yeniden boyutlandırma ile sonuçlandığıdır v[0].

Yukarıdaki kodun çalışan bir uygulaması aşağıdaki push_back()yerine kullanılacaktır emplace_back():

std::vector<int> v;
v.emplace_back(123);
v.push_back(v[0]);

Not: Bir ints vektörünün kullanımı gösterim amaçlıdır. Dinamik olarak tahsis edilmiş üye değişkenleri ve emplace_back()zor bir çökme ile sonuçlanan çağrı içeren çok daha karmaşık bir sınıf ile bu sorunu keşfettim .