C++ STL set中的emplace和emplace_hint函数如何实现高效插入元素而不复制构造？

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要向`set`容器中添加新元素，`set`类模板提供了以下三个成员方法：

1. `insert(const value_type& v);` - 向`set`中插入一个元素`v`。如果元素已存在，则不添加。

2.`emplace(value_type&& v);` - 使用移动语义直接在容器内部构造元素`v`，从而可能更高效。

3.`emplace_hint(knd, value_type&& v);` - 类似于`emplace`，但允许指定插入位置。

请注意，这些方法的使用已在之前的章节中详细说明。

要知道，set 类模板提供的所有成员方法中，能实现向指定 set 容器中添加新元素的，只有 3 个成员方法，分别为 insert()、emplace() 和 emplace_hint()。其中 insert() 成员方法的用法已在前面章节做了详细的讲解，本节重点介绍剩下的这 2 个成员方法。

emplace() 和 emplace_hint() 是 C++ 11 标准加入到 set 类模板中的，相比具有同样功能的 insert() 方法，完成同样的任务，emplace() 和 emplace_hint() 的效率会更高。

emplace() 方法的语法格式如下：

template <class... Args>
pair<iterator,bool> emplace (Args&&... args);

其中，参数 (Args&&... args) 指的是，只需要传入构建新元素所需的数据即可，该方法可以自行利用这些数据构建出要添加的元素。比如，若 set 容器中存储的元素类型为自定义的结构体或者类，则在使用 emplace() 方法向容器中添加新元素时，构造新结构体变量（或者类对象）需要多少个数据，就需要为该方法传入相应个数的数据。

另外，该方法的返回值类型为 pair 类型，其包含 2 个元素，一个迭代器和一个 bool 值：

• 当该方法将目标元素成功添加到 set 容器中时，其返回的迭代器指向新插入的元素，同时 bool 值为 true；
• 当添加失败时，则表明原 set 容器中已存在相同值的元素，此时返回的迭代器指向容器中具有相同键的这个元素，同时 bool 值为 false。

下面程序演示 emplace() 方法的具体用法：

#include <iostream> #include <set> #include <string> using namespace std; int main() { //创建并初始化 set 容器 std::set<string>myset; //向 myset 容器中添加元素 pair<set<string, string>::iterator, bool> ret = myset.emplace("c.biancheng.net/stl/"); cout << "myset size = " << myset.size() << endl; cout << "ret.iter = <" << *(ret.first) << ", " << ret.second << ">" << endl; return 0; } 程序执行结果为：

myset size = 1
ret.iter = <c.biancheng.net/stl/, 1>

显然，从执行结果可以看出，通过调用 emplace() 方法，成功向空 myset 容器中添加了一个元素，并且该方法的返回值中就包含指向新添加元素的迭代器。

emplace_hint() 方法的功能和 emplace() 类似，其语法格式如下：

template <class... Args>
iterator emplace_hint (const_iterator position, Args&&... args);

和 emplace() 方法相比，有以下 2 点不同：

• 该方法需要额外传入一个迭代器，用来指明新元素添加到 set 容器的具体位置（新元素会添加到该迭代器指向元素的前面）；
• 返回值是一个迭代器，而不再是 pair 对象。当成功添加元素时，返回的迭代器指向新添加的元素；反之，如果添加失败，则迭代器就指向 set 容器和要添加元素的值相同的元素。

下面程序演示 emplace_hint() 方法的用法：

#include <iostream> #include <set> #include <string> using namespace std; int main() { //创建并初始化 set 容器 std::set<string>myset; //在 set 容器的指定位置添加键值对 set<string>::iterator iter = myset.emplace_hint(myset.begin(), "c.biancheng.net/stl/"); cout << "myset size = " << myset.size() << endl; cout << *iter << endl; return 0; } 程序执行结果为：

myset size = 1
c.biancheng.net/stl/

注意，和 insert() 方法一样，虽然 emplace_hint() 方法中指定了添加新元素的位置，但 set 容器为了保持数据的有序状态，可能会移动其位置。

以上内容讲解了 emplace() 和 emplace_hint() 的用法，至于比 insert() 执行效率高的原因，可参照 map 容器 emplace() 和 emplace_hint() 比 insert() 效率高的原因，它们是完全一样的，这里不再赘述。