幾種std::vector訪問方法的效率

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幾種std::vector訪問方法的效率

作者：Jarod    文章來源：Jarod 的半個程序員    更新時間：2007-8-20 11:51:28

#define _SECURE_SCL 0

#include <boost/foreach.hpp>
#include <list>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cstdlib>
#include <time.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;

template<typename Container>
void generate(typename Container & v) {
    size_t size = v.size();
    for (size_t i=0; i< size ; ++i) {
        v[i] = i;//rand();
    }
}

struct case1 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
    int sum=0;
    vector<int>::const_iterator it = v.begin();
    for (size_t i=0; i< size; ++i, ++it ) {
        sum += *it;
    }
    return sum;
}};

struct case2 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
    int sum=0;
    for(size_t i=0; i< size; ++i) {
        sum += v[i];
    }
    return sum;
}};

struct case3 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
    int sum=0;
    BOOST_FOREACH(int x, v) {
        sum += x;
    }    
    return sum;
}};

struct case4 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
    int sum=0;
    for (vector<int>::const_iterator it = v.begin();
        it != v.end();
        ++it
        ) {
        sum += *it;
    }
    return sum;
}};

template<typename T>
__int64 Do(typename T op, vector<int> &v, int M) {
    size_t size = v.size();
    __int64 sum = 0;
    for (int i=0;i<M;++i) {
        generate(v);
        sum += op(v, size);
    }
    return sum;
}

int main() {
    srand(static_cast<unsigned int>(time(NULL)) );

    vector<int> v(65536);
    int M= 10000;
    printf("1 : %d ", Do(case1(),v,M));
    printf("2 : %d ", Do(case2(),v,M));
    printf("3 : %d ", Do(case3(),v,M));
    printf("4 : %d ", Do(case4(),v,M));
    
}

 

debug模式下：

先不看case3，因爲BOOST_FOREACH的效率在debug模式下與其它相差較大。Case4也不看

 

case1與case2的效率基本相同。

注意case1中的主要操作是*和++；而case2中主要是[]和size()，特別的，size()還可以改STL原碼除去，這樣case2將大爲縮短時間。

 

 

而在Release模式下，case2比case1略優：

 

 

通過跟蹤可以發現：

vector的size()函數裏使用了一個三元操作符?:，而不是直接返回size，但這裏沒有安全檢查。

operator*()與++()中，即便在release版本中，都會包含指針檢查（ASM中的__imp___invalid_parameter_noinfo部分），每個操作都包括_SCL_SECURE_VALIDATE及_SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE，但這些消耗的時間不多。兩個檢查若沒通過都會轉到__imp___invalid_parameter_noinfo中。

 

struct case1 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

     int sum=0;

     vector<int>::const_iterator it = v.begin(); // 一個檢查

     for (size_t i=0; i< size; ++i, ++it ) { // 一個檢查

         sum += *it;   // 一個檢查

     }

     return sum;

}};

 

struct case2 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

     int sum=0;

     for(size_t i=0; i< size; ++i) {

         sum += v[i];//一個檢查，但是包含求size()的檢查

     }

     return sum;

}};

 

在[]操作中，包括一個_SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE(_Pos < size())，而求size()費時。

 

Case4中包含更多的安全檢查。

 

要消除這些安全查檢，可以定義_SECURE_SCL爲0。

消除檢查之後，得到如下結果。兩種方式的效率已經相當接近，但case1還是略優。改寫後的Case3和4也與前兩者接近。

剩下的只能用vtune來分析每個操作了。

 

結論：不論用哪種方法，release版的效率都差不多。

1.       少使用size()。

2.       使用[]訪問，使調試與發佈的運行效率接近。