Скотт Мейерс - Эффективный и современный С++. 42 рекомендации по использованию С++11 и С++14

Что позволяет функциям размещения превзойти функции вставки, так это их более гибкий интерфейс. Функции вставки получают вставляемые объекты , в то время как функции размещения получают аргументы конструктора вставляемых объектов . Это отличие позволяет функциям размещения избегать создания и уничтожения временных объектов, которые могут требоваться функциям вставки.

Поскольку функции размещения может быть передан аргумент типа, хранимого в контейнере (аргумент, таким образом, заставляет функцию выполнить копирующее или перемещающее конструирование), размещение может использоваться даже тогда, когда функция вставки не требует временного объекта. В таком случае вставка и размещение делают, по сути, одно и то же. Например, для

std::string queenOfDisco("Donna Summer");

оба приведенных далее вызова корректны, и оба приводят к одному и тому же результату:

vs. push_back(queenOfDisco); // Копирующее конструирование

// queenOfDisco в конце vs

vs. emplace_back(queenOfDisco); // То же самое

Таким образом, размещающие функции могут делать все то же самое, что и функции вставки. Иногда они делают это более эффективно и как минимум теоретически не должны делать менее эффективно. Так почему же мы не используем их все время?

Потому что теоретически разницы между теорией и практикой нет, а практически — есть. При текущих реализациях стандартной библиотеки имеются ситуации, когда, как и ожидается, размещение превосходит вставку, но — увы! — есть ситуации, когда вставка работает быстрее. Такие ситуации непросто охарактеризовать, поскольку они зависят от типов передаваемых аргументов, используемых контейнеров, местоположения вставки или размещения в контейнере, безопасности исключений конструкторов типов, содержащихся в контейнере, и для контейнеров, в которых запрещены дубликаты (т.e. std::set, std::map, std::unordered_set, std::unordered_map), от того, содержится ли уже в контейнере вставляемое значение. А потому следует пользоваться обычным советом по повышению производительности: для определения того, какой метод работает быстрее, надо сравнивать их реальную производительность в конкретных условиях.

Это, конечно, не очень приятно, так что вы будете рады узнать, что есть эвристический алгоритм, который может помочь вам определить ситуации, когда, скорее всего, имеет смысл использовать функции размещения. Если все приведенные далее утверждения справедливы, размещение почти наверняка будет опережать вставку.

• Добавляемое значение конструируется в контейнере, а не присваивается. Пример, с которого начат данный раздел (добавление std::stringсо значением "xyzzy"в std::vector vs), демонстрирует значение, добавляемое в конец вектора vs — в место, где пока что нет никакого объекта. Таким образом, новое значение должно быть сконструировано в std::vector. Если мы пересмотрим пример так, что новая строка std::stringбудет направляться в местоположение, уже занятое объектом, это будет совсем другая история:

std::vector vs; // Как и ранее

… // Добавление элементов в vs

vs.emplace( vs.begin(), "xyzzy"); // Добавление "xyzzy" в начало vs

При таком коде только редкие реализации будут конструировать добавляемый объект std::stringв памяти, занятой vs[0]. Большинство реализаций используют перемещающее присваивание в указанное место. Но перемещающее присваивание требует наличия перемещаемого объекта, а это означает, что необходимо создание временного объекта. Поскольку основное преимущество размещения над вставкой заключается в том, что не создаются и не уничтожаются временные объекты, при добавлении значения в контейнер с помощью присваивания преимущества размещения исчезают.

Увы, выполняется ли добавление значения в контейнер путем конструирования или перемещения, в общем случае зависит от реализации. И вновь на помощь может прийти эвристика.

Контейнеры на основе узлов почти всегда используют для добавления новых значений конструирование, а большинство стандартных контейнеров являются именно таковыми. Исключениями являются std::vector, std::dequeи std::string. (Контейнер std::arrayтакже не является таковым, но он не поддерживает ни вставку, ни размещение, поэтому упоминать о нем здесь нет смысла.) В контейнерах, не основанных на узлах, можно рассчитывать на использование функцией emplace_backдля размещения нового значения конструирования вместо присваивания; то же самое можно сказать и о функции emplace_frontконтейнера std::deque.