为啥这段代码运行得这么慢？

Posted 2023-03-06

【中文标题】为啥这段代码运行得这么慢？

【英文标题】：Why is this code running so slowly?为什么这段代码运行得这么慢？

【发布时间】：2014-01-06 00:38:28

【问题描述】：

我被这段代码严重难住了，我运行了 gprof，发现程序在 contains() 函数中花费了 40% 的时间，该函数运行了大约 8000 次。程序本身总共需要 15 秒才能运行。有谁知道为什么需要这么长时间，或者可能是什么？

// Check a list to see if it contains a tile object at x,y
bool contains(std::list<struct Tile>* list, int x, int y)
  std::list<struct Tile>::iterator it;
  for(it = list->begin(); it != list->end(); it++)
    if((*it).x == x && (*it).y == y)
      return true;
    
  
  return false;

【问题讨论】：

列表搜索效率不高。为什么不使用向量？

嗯，你的名单有多长？线性搜索并不是特别有效（但它与您在链表上获得的效果差不多。）

删除struct，只需Tile。它更干净。

+1 表示“我已经运行了 gprof”。不过请注意答案！

另外，for (Tile t : list) 可能更高效（缓存 list->end()）。

【参考方案1】：

使用std::vector，因为它是缓存友好的，所以它的遍历速度快了大约 100 倍。向量 push_back 具有 O(1) 摊销难度，就像列表一样。无论如何，向量对于中间插入都是不利的。 此外，std::map 和 std::unordered_map 专为快速搜索而设计。

【讨论】：

虽然我同意你的一般前提，但 100 倍似乎不太可能。高速缓存行（在 x86 上）为 64 字节。即使T 只有 8 个字节，这也是所需的主内存提取的最大 8 倍......

@OliCharlesworth：和 x86 假设一样，假设缓存中没有任何内容。考虑到 8 字节数据假设，我们谈论的缓存中的值最多是 8 倍，这可以 - 对于某些访问模式和数据大小 - 避免大量主内存提取，以及在任何推测性情况下更好地使用连续内存使用预取....

@TonyD：是的，这很公平。 （虽然对于超过缓存的非常大的数据集，我猜渐近比差异趋向于 8x...）

@OliCharlesworth 同意。另外，您可以在预先排序的vector 中进行二分搜索，这对于 dakillakan 的应用程序可能实用，也可能不实用。

@OliCharlesworth：不要忘记 x86 预测内存访问。在最初的几次读取之后，内存控制器将进行预读。此外，现代 RAM 具有更好的线性访问延迟（已空闲一段时间的页面进入睡眠状态）