c++ push_back函数性能优化有哪些

push_back 是 C++ 中 std::vector 容器的一个成员函数，用于在容器末尾添加一个元素。在某些情况下，可以通过以下方法对 push_back 函数的性能进行优化：

1. 预先分配内存：使用 std::vector::reserve 函数预先分配足够的内存空间，以减少动态内存重新分配的次数。如果你知道将要添加多少个元素，可以提前分配好内存，从而避免多次重新分配内存和复制元素的开销。

   std::vector<int> vec;
   vec.reserve(100); // 预先分配内存空间
   for (int i = 0; i < 100; ++i) {
       vec.push_back(i);
   }
   

2. 使用 emplace_back 替代 push_back：emplace_back 直接在容器中构造元素，避免了额外的拷贝或移动操作。当插入的元素类型具有移动构造函数或拷贝构造函数时，这种优化效果最明显。

   std::vector<std::string> str_vec;
   str_vec.reserve(100);
   for (int i = 0; i < 100; ++i) {
       str_vec.emplace_back("example_string");
   }
   

3. 合并小的向量：当需要合并多个小的 std::vector 时，可以考虑使用 std::move_iterator 来避免不必要的拷贝。这在处理大量小的向量时可以节省大量时间。

   std::vector<int> merge_vectors(std::vector<std::vector<int>>& vec_of_vecs) {
       std::vector<int> result;
       size_t total_size = 0;
       for (const auto& vec : vec_of_vecs) {
           total_size += vec.size();
       }
       result.reserve(total_size);
       for (auto& vec : vec_of_vecs) {
           result.insert(result.end(), std::make_move_iterator(vec.begin()), std::make_move_iterator(vec.end()));
           vec.clear(); // 清空源向量，避免重复释放
       }
       return result;
   }
   

4. 并行化：如果添加元素的操作可以并行化，并且你的硬件支持多线程，可以考虑使用多线程技术（如 C++17 引入的 std::execution::par）来加速 push_back 操作。但请注意，并行化可能会引入线程同步和数据竞争等问题，需要谨慎处理。

请根据实际应用场景选择合适的优化方法。在某些情况下，编译器优化和硬件加速已经足够高效，不需要额外的优化措施。在进行性能优化时，请确保对比测试不同方法的实际性能提升，以避免过度优化导致的代码可读性和可维护性降低。