为什么C++ map容器emplace()、emplace_hint()的执行效率比insert()高？

上一节在学习 C++STL map 容器的 emplace() 和 emplace_hint() 的基本用法时，还遗留了一个问题，即为什么 emplace() 和 emplace_hint() 的执行效率会比 insert() 高？

原因很简单，它们向 map 容器插入键值对时，底层的实现方式不同：

• 使用 insert() 向 map 容器中插入键值对的过程是，先创建该键值对，然后再将该键值对复制或者移动到 map 容器中的指定位置；
• 使用 emplace() 或 emplace_hint() 插入键值对的过程是，直接在 map 容器中的指定位置构造该键值对。

也就是说，向 map 容器中插入键值对时，emplace() 和 emplace_hint() 方法都省略了移动键值对的过程，因此执行效率更高。下面程序提供了有利的证明：

#include <iostream>
#include <map>  //map
#include <string> //string
using namespace std;

class testDemo
{
public:
    testDemo(int num) :num(num) {
        std::cout << "调用构造函数" << endl;
    }
    testDemo(const testDemo& other) :num(other.num) {
        std::cout << "调用拷贝构造函数" << endl;
    }
    testDemo(testDemo&& other) :num(other.num) {
        std::cout << "调用移动构造函数" << endl;
    }
private:
    int num;
};

int main()
{
    //创建空 map 容器
    std::map<std::string, testDemo>mymap;

    cout << "insert():" << endl;
    mymap.insert({ "http://c.biancheng.net/stl/", testDemo(1) });
   
    cout << "emplace():" << endl;
    mymap.emplace( "http://c.biancheng.net/stl/:", 1);

    cout << "emplace_hint():" << endl;
    mymap.emplace_hint(mymap.begin(), "http://c.biancheng.net/stl/", 1);
    return 0;
}

程序输出结果为：

insert():
调用构造函数
调用移动构造函数
调用移动构造函数
emplace():
调用构造函数
emplace_hint():
调用构造函数

分析一下这个程序。首先，我们创建了一个存储 <string,tempDemo> 类型键值对的空 map 容器，接下来分别用 insert()、emplace() 和 emplace_hint() 方法向该 map 容器中插入相同的键值对。

从输出结果可以看出，在使用 insert() 方法向 map 容器插入键值对时，整个插入过程调用了 1 次 tempDemo 类的构造函数，同时还调用了 2 次移动构造函数。实际上，程序第 28 行代码底层的执行过程，可以分解为以下 3 步：

//构造类对象
testDemo val = testDemo(1); //调用 1 次构造函数
//构造键值对
auto pai = make_pair("http://c.biancheng.net/stl/", val); //调用 1 次移动构造函数
//完成插入操作
mymap.insert(pai); //调用 1 次移动构造函数

而完成同样的插入操作，emplace() 和 emplace_hint() 方法都只调用了 1 次构造函数，这足以证明，这 2 个方法是在 map 容器内部直接构造的键值对。

因此，在实现向 map 容器中插入键值对时，应优先考虑使用 emplace() 或者 emplace_hint()。