C++中push_back与emplace_back的区别

许多 C++ 开发者一直对 push_back() 和 emplace_back() 的区别感到困惑：它们究竟有何不同？这次我直接查阅了 libstdc++ 的源代码，终于彻底理解了底层实现的本质差异。下面把我的核心发现分享出来，帮助大家在实际开发中做出更高效的选择。

• allocate 源码：gcc.gnu.org/onlinedocs/…
• push_back 实现：gcc.gnu.org/onlinedocs/…
• emplace_back 实现：gcc.gnu.org/onlinedocs/…

先来看 push_back() 的工作流程。它要求传入一个已经构造好的对象（可以是左值或右值），然后在容器内部通过拷贝构造或移动构造来创建副本。换句话说，你传入一个临时对象，容器内部还需要再“复制”或“移动”一次，这就会多产生一次对象构造的开销。

// GCC libstdc++ vector
void push_back(const value_type& __x) {
    if (this->_M_impl._M_finish != this->_M_impl._M_end_of_storage) {
        // 空间足够，在已开辟的内存上【拷贝构造】新对象
        this->_M_impl.construct(this->_M_impl._M_finish, __x);
        ++this->_M_impl._M_finish;
    } else {
        // 空间不足，扩容并移动/拷贝旧数据
        _M_realloc_insert(end(), __x);
    }
}void push_back(value_type&& __x) {
    if (this->_M_impl._M_finish != this->_M_impl._M_end_of_storage) {
        // 空间足够，在已开辟的内存上【移动构造】新对象
        this->_M_impl.construct(this->_M_impl, this->_M_impl._M_finish, std::move(__x));
        ++this->_M_impl._M_finish;
    } else {
        _M_realloc_insert(end(), std::move(__x));
    }
}void 
construct(pointer __p, const _Tp& __val)  
{ ::new((void *)__p) _Tp(__val); }       /* 直接进行拷贝/移动构造 */

而 emplace_back() 走的则是完全不同的路径——它接收的不是已经构造好的对象，而是元素类型构造函数的参数。通过可变模板参数和完美转发机制，它直接在容器预留的内存上调用元素的构造函数，从而省去了创建临时对象再拷贝或移动的中间环节，在性能上更优。

template<typename... _Args>
void
emplace_back(_Args&&... __args) {
    if (this->_M_impl._M_finish != this->_M_impl._M_end_of_storage) {
        // 空间足够，直接在目标内存上【就地构造】
        this->_M_impl.construct(this->_M_impl, this->_M_impl._M_finish,
                                 std::forward<_Args>(__args)...);
        ++this->_M_impl._M_finish;
    } else {
        _M_realloc_insert(end(), std::forward<_Args>(__args)...);
    }
}template<typename... _Args>              /* 可变模版参数 */ 
void
construct(pointer __p, _Args&&... __args)
{ ::new((void *)__p) _Tp(std::forward<_Args>(__args)...); } /* 完美转发 */

简单总结一下两者的核心区别：

• 接口调用方式不同：push_back() 接收的是已经构造好的对象（左值或右值引用），而 emplace_back() 接收的是元素类型的构造参数（理解起来可能有点绕，但掌握后非常直观）。
• 底层实现机制不同：push_back() 需要先在外层创建临时对象，再通过拷贝或移动构造将其“搬入”容器；emplace_back() 则直接在容器预留的内存上通过完美转发调用构造函数，完全省去了临时对象的创建与拷贝/移动步骤。对于复杂对象（如包含动态申请内存、资源管理的类型），这个性能差异非常明显，在 C++ 开发中值得优先考虑。