真正快速的std::vector遍历方法
发布日期:2021-10-01 11:36:00 浏览次数:2 分类:技术文章

本文共 2527 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

看到篇文章,内容很基础,但是反应的问题是值得思考的。遍历vector的标准方法是什么?之前按照书中的理论,认为stl标准的迭代器或者stl的for_each算法应该是最快的。但是如果不经过实际程序的检验,那么理论永远是理论。实践表明operator[]的访问速度是最快的(至少不比迭代器更慢)。之前我洁癖性的把所有使用operator[]进行vector遍历的地方都改成迭代器,认为这样更高效,看来是没有必要的。 当然根据stl的版本不同以及编译器的优化级别不同,数据可能会有偏差(甚至会影响到结论),所以程序这个东西最大的真理就是实践。写个代码测试下就知道理论是否正确了。

============================================原文如下=============================================

今天闲来没事看了一下N久就在我电脑里面的《Effective STL 中文版》。

当我看到第43条的时候发现,按上面所讲用:算法替换手工循环。

不由得产生了疑问。

我记得我以前看vector源代码的时候循环效率最高的是operator[]操作(下标操作)。

怎么这里竟然说是算法速度快。

下面先做个测试,代码如下:

// 测试类及其调用函数

class AAA

{
public:
void MakeFull2()
{
}
};

// 创建1000000个指针

int nCount = 1000000;

std::vector< AAA* > vAAA;
vAAA.resize(nCount);
for (size_t i = 0; i < nCount; ++i)
vAAA[i] = new AAA;

// 时间

DWORD start, end;

// 测试成员函数调用(STL算法方式)

start = timeGetTime();

std::for_each(vAAA.begin(), vAAA.end(),
std::mem_fun< void, AAA >(&AAA::MakeFull2));
end = timeGetTime();
std::cout<<end-start<<std::endl;

// 测试成员函数调用(STL迭代器方式)

start = timeGetTime();

std::vector< AAA* >::iterator itr_end = vAAA.end();
for (std::vector< AAA* >::iterator itr = vAAA.begin(); itr != itr_end; ++itr)
(*itr)->MakeFull2();
end = timeGetTime();
std::cout<<end-start<<std::endl;

// 测试成员函数调用(std::vector下标访问方式)

start = timeGetTime();

size_t count = vAAA.size();
for (size_t i = 0; i < count; ++i)
vAAA[i]->MakeFull2();
end = timeGetTime();
std::cout<<end-start<<std::endl;

测试结果分别是:237/208/103

最高得分是下标方式。

最差的却是STL算法方式。

为什么呢?

如果我们将迭代器方式的代码改为如下(书上所讲的方法):

// 测试成员函数调用(STL迭代器方式)

start = timeGetTime();

for (std::vector< AAA* >::iterator itr = vAAA.begin(); itr != vAAA.end();; ++itr)
(*itr)->MakeFull2();
end = timeGetTime();
std::cout<<end-start<<std::endl;

测试结果分别是:239/644/107

结果反映出迭代器方法最差劲,而且差得非常远。

回到书上再看看,原来他所讲迭代器操作慢是因为for循环中,判断部分造成的。

先看看std::vector::end()函数

iterator end()

{// return iterator for end of mutable sequence
return (iterator(_Mylast, this));

}

这里问题很严重,原来是在访问end的时候是重新构造一个新的迭代器,看到问题了吧.

原因就在这一句.

所以我们进行优化,只构造一次vector::end(),也就有了最上面的测试代码.

这样一来,书上说的STL算法方式就变为最慢的了.

其实std::for_each和std::vector::iterator两种循环方法效率理论上完全一样,

但是std::for_each相比之只有一个慢点:

经过测试我发现,std::mem_fun< void, AAA >(&AAA::MakeFull2)

这两者的时间差就在mem_fun类的构造函数上.

到此,我已经说明了std::for_each和std::vector::iterator两种循环的效率,那么为什么下标访问方式速度更快呢?

还是先看源代码:

const_reference operator[](difference_type _Off) const

{// subscript
return (*(*this + _Off));
}

这个函数只做了一个加法操作.相比其它两种,不依赖各种判断和构造,因此速度最快.

由此可见vector的速度了.

但是,不是所有的容都用operator[]操作速度最快的.

因为我这里只讨论了vector,其它容器我并没有说明.

不过,像vector这一类的顺序容器来说,operator[]操作肯定是最快的.

就像list非顺序的,那么list不行,并且list也没有operator[]操作.

the end;

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哈哈,博客排版真的漂亮呢~
[***.90.31.176]2024年04月15日 03时07分45秒