C++ STL vector插入元素（insert()和emplace()）详解

vector容器提供了 insert() 和 emplace() 这 2 个成员函数，用来实现在容器指定位置处插入元素，本节将对它们的用法做详细的讲解。

另外，如果想实现在 vector 容器尾部添加元素，可阅读《vector添加元素》一节。

insert()

insert() 函数的功能是在 vector 容器的指定位置插入一个或多个元素。该函数的语法格式有多种，如表 1 所示。

表 1 insert() 成员函数语法格式

语法格式	用法说明
iterator insert(pos,elem)	在迭代器 pos 指定的位置之前插入一个新元素elem，并返回表示新插入元素位置的迭代器。
iterator insert(pos,n,elem)	在迭代器 pos 指定的位置之前插入 n 个元素 elem，并返回表示个新插入元素位置的迭代器。
iterator insert(pos,first,last)	在迭代器 pos 指定的位置之前，插入其他容器（不仅限于vector）中位于 [first,last) 区域的所有元素，并返回表示个新插入元素位置的迭代器。
iterator insert(pos,initlist)	在迭代器 pos 指定的位置之前，插入初始化列表（用大括号{}括起来的多个元素，中间有逗号隔开）中所有的元素，并返回表示个新插入元素位置的迭代器。

下面的例子，演示了如何使用 insert() 函数向 vector 容器中插入元素。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <array>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int> demo{1,2};
//种格式用法
demo.insert(demo.begin() + 1, 3);//{1,3,2}
//第二种格式用法
demo.insert(demo.end(), 2, 5);//{1,3,2,5,5}
//第三种格式用法
std::array<int,3>test{ 7,8,9 };
demo.insert(demo.end(), test.begin(), test.end());//{1,3,2,5,5,7,8,9}
//第四种格式用法
demo.insert(demo.end(), { 10,11 });//{1,3,2,5,5,7,8,9,10,11}
for (int i = 0; i < demo.size(); i++) {
cout << demo[i] << " ";
}
return 0;
}

运行结果为：

1 3 2 5 5 7 8 9 10 11

emplace()

emplace() 是 C++ 11 标准新增加的成员函数，用于在 vector 容器指定位置之前插入一个新的元素。

再次强调，emplace() 每次只能插入一个元素，而不是多个。

该函数的语法格式如下：

iterator emplace (const_iterator pos, args...);

其中，pos 为指定插入位置的迭代器；args... 表示与新插入元素的构造函数相对应的多个参数；该函数会返回表示新插入元素位置的迭代器。

简单的理解 args...，即入元素的构造函数需要多少个参数，那么在 emplace() 的个参数的后面，就需要传入相应数量的参数。

举个例子：

#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
std::vector<int> demo1{1,2};
//emplace() 每次只能插入一个 int 类型元素
demo1.emplace(demo1.begin(), 3);
for (int i = 0; i < demo1.size(); i++) {
cout << demo1[i] << " ";
}
return 0;
}

运行结果为：

3 1 2

既然 emplace() 和 insert() 都能完成向 vector 容器中插入新元素，那么谁的运行效率更高呢？答案是 emplace()。在说明原因之前，通过下面这段程序，就可以直观看出两者运行效率的差异：

#include <vector>
#include <iostream>
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;
}
testDemo& operator=(const testDemo& other);
private:
int num;
};
testDemo& testDemo::operator=(const testDemo& other) {
this->num = other.num;
return *this;
}
int main()
{
cout << "insert:" << endl;
std::vector<testDemo> demo2{};
demo2.insert(demo2.begin(), testDemo(1));
cout << "emplace:" << endl;
std::vector<testDemo> demo1{};
demo1.emplace(demo1.begin(), 1);
return 0;
}

运行结果为：

insert:
调用构造函数
调用移动构造函数
emplace:

调用构造函数

注意，当拷贝构造函数和移动构造函数同时存在时，insert() 会优先调用移动构造函数。

可以看到，通过 insert() 函数向 vector 容器中插入 testDemo 类对象，需要调用类的构造函数和移动构造函数（或拷贝构造函数）；而通过 emplace() 函数实现同样的功能，只需要调用构造函数即可。

简单的理解，就是 emplace() 在插入元素时，是在容器的指定位置直接构造元素，而不是先单独生成，再将其（或移动）到容器中。因此，在实际使用中，大家优先使用 emplace()。