为啥从 std::vector 中随机删除比 std::list 快？

Posted 2023-02-21

【中文标题】为啥从 std::vector 中随机删除比 std::list 快？

【英文标题】：How come random deletion from a std::vector is faster than a std::list?为什么从 std::vector 中随机删除比 std::list 快？

【发布时间】：2009-05-14 20:46:15

【问题描述】：

为什么从 std::vector 中随机删除比 std::list 快？我正在做的加速它的是将随机元素与最后一个交换，然后删除最后一个。 我原以为该列表会更快，因为它是为随机删除而构建的。

for(int i = 500; i < 600; i++)
    swap(vector1[i], vector1[vector1.size()-1]);
    vector1.pop_back();


for(int i = 0; i < 100; i++)
        list1.pop_front();

结果（以秒为单位）： Vec 交换删除：0.00000909461232367903 列表正常删除：0.00011785102105932310

【参考方案1】：

不过，您所做的并不是随机删除。您要从最后删除，这就是构建向量的目的（除其他外）。

并且在交换时，您正在执行单个随机索引操作，这也是向量擅长的。

【讨论】：

确实如此。我没有看到任何随机性。

那么当一个单一的交换向量更快并且提供随机访问时，std::list 的目的是什么？

这取决于您是否要保持向量有序

当您需要能够在任何位置插入和/或删除时，std::list 特别有用。你没有这样做。

考虑向量/列表中的对象具有极其昂贵的复制构造函数的情况。

【参考方案2】：

std::list 和std::vector 之间的区别不仅仅在于性能。它们还具有不同的迭代器失效语义。如果您从 std::list 中删除一个项目，则所有指向列表中其他项目的迭代器仍然有效。 std::vector 不是这样，擦除一个项目会使指向该项目的所有迭代器无效。 （在某些实现中，它们可能仍然充当有效的迭代器，但根据标准，它们现在不可用，如果您尝试使用它们，检查实现应该断言。）

所以你对容器的选择也与你需要的语义有关。

【参考方案3】：

这不是随机的。试试 vector1.erase(vector.begin() + rand() % vector.size());而是。

【讨论】：

我知道这是真正的随机，但目的是查看列表或向量是否最适合具有大量真正随机删除的程序。我知道这种方式比列表慢。

【参考方案4】：

列表erase 将导致删除已删除的列表元素，这将调用delete 运算符。矢量擦除只会导致交换，然后是整数递减 - 这要快得多。

【讨论】：

写擦除时你的意思是 pop_back 吗？ AFAIK pop_back() 没有交换底层数组（这意味着它之前已经创建了它，这很耗时）。它只会减小向量的大小然后调用析构函数？

实际上，据我所知，向量永远不会自我修剪。您需要实现 Scott Meyer 所调用的“交换技巧”，这次使用另一个向量实例，其 容量 已减少到最佳状态。

是的，对不起，我的意思是 pop_back 和 pop_front 调用。在列表的情况下，它是根据擦除实现的

【参考方案5】：

实际上，如果您想进一步加快速度，您应该通过 迭代器 为向量中的元素编制索引。众所周知，它们对于某些架构具有更好的性能。

【讨论】：

如果您的架构没有指针+索引内存访问模式，和/或缺少用于您正在做的事情的寄存器，那么提出通过索引访问需要的情况是合理的通过指针/迭代器访问的额外指令左右。当然，如果你在循环条件中调用 end() 并且编译器没有（或不能）在循环外对其进行优化，你可能会丢失这个。