使用 std::vector 的开销？

Posted 2023-02-21

【中文标题】使用 std::vector 的开销？

【英文标题】：Overhead to using std::vector?

【发布时间】：2013-02-24 00:07:46

【问题描述】：

我知道手动动态内存分配通常是个坏主意，但它有时是否比使用 std::vector 更好的解决方案？

举个粗略的例子，如果我必须存储一个 n 整数数组，其中n 来实现它

int* data = new int[n]; //assuming n is set beforehand

或使用向量：

std::vector<int> data;

使用std::vector 绝对是一个更好的主意，还是在实际情况下手动分配动态内存会是一个更好的主意，以提高效率？

【问题讨论】：

您不必push_back。 std::vector<int>(n)几乎等同于您的动态数组版本，除了 n 整数是值，因此为零，在向量中初始化。

@juanchopanza：公平点。我删除了push_back 部分。它不应该成为比较的一部分。

【参考方案1】：

如果您事先知道大小（尤其是在编译时），并且不需要 std::vector 的动态调整大小功能，那么使用更简单的东西就可以了。

但是，如果你有 C++11，最好是 std::array，否则最好是 boost::scoped_array。

我怀疑除非它显着减少代码大小或其他东西，否则效率会大大提高，但它更具表现力，无论如何都是值得的。

【参考方案2】：

使用std::vector/std::array 总是更好，至少在您可以最终证明（通过分析）T* a = new T[100]; 解决方案在您的特定情况下要快得多。这不太可能发生：vector/array 是一个非常薄的层，围绕着一个普通的旧阵列。使用vector::at 进行边界检查会产生一些开销，但您可以使用operator[] 来规避这一点。

【讨论】：

使用 C 风格数组的通常原因与速度无关；它用于静态初始化，并且用于编译器根据初始化器的数量来确定大小。 （当然，这绝不适用于动态分配的数组）。

@James 如果我正确阅读了您的评论，您是否反对我似乎在抨击 C 样式数组而不说我的意思是动态分配的数组？如果是这样，我已经编辑了我的答案。 （另外，为您的回答 +1。）

这样就搞定了。我不知道vector/array是一个薄层。我有点假设，有了所有功能，它一定会有很大的开销。

您说“总是……直到……解决方案更快”。我没有将其视为仅限于动态分配。 （正如我在回答中所说，我从未使用过数组new。在std::vector 和std::string 之前，做的第一件事就是写一些等效的东西。）但是虽然我从来没有使用数组new，在某些情况下，C 样式数组是合理的（在 C++11 中，一些，但不是全部可以用std::array 替换）。

【参考方案3】：

您应该尽可能避免C++ 中的C-style-arrays。 STL 提供的容器通常足以满足各种需求。想象一下对数组进行重新分配或从其中间删除元素。容器使您免于处理此问题，而您必须自己处理它，如果您没有这样做一百次，那很容易出错。 当然，一个例外是，如果您正在处理可能无法处理 STL-containers 的低级问题。

已经有一些关于这个话题的讨论。请参阅 SO 上的 here。

【讨论】：

+1 最后的链接，这应该一劳永逸地消除访问矢量元素缓慢的神话。

【参考方案4】：

在n在编译时是已知的，那么你应该选择std::array为：

std::array<int, n> data; //n is compile-time constant

如果n 在编译时未知，或者数组可能会在运行时增长，则选择std::vector：

std::vector<int> data(n); //n may be known at runtime 

或者在某些情况下，您可能还更喜欢std::deque，它在某些情况下比std::vector 更快。见这些：

C++ benchmark – std::vector VS std::list VS std::deque

Using Vector and Deque 赫伯·萨特

希望对您有所帮助。

【讨论】：

除非您知道n 非常非常小，否则您可能不应该将局部变量声明为std::array。除非有一些非常具体的原因，否则我只会使用std::vector---如果我知道大小，我会用正确的大小初始化向量。 （这也假设该类型有一个默认构造函数。）

【参考方案5】：

使用 std::vector 绝对总是一个更好的主意，还是在实际情况下手动分配动态内存会是一个更好的主意，以提高效率？

称我为傻瓜，但 99.9999...% 的时间我只会使用标准容器。默认选择应该是std::vector，但也应该是std::deque<> could be a reasonable option sometimes。如果在编译时知道大小，请选择std::array<>，这是一个轻量级、安全的 C 样式数组包装器，它引入了零开销。

标准容器公开成员函数以指定初始保留的内存量，因此您不会遇到重新分配的麻烦，也不必记住delete[]您的数组。老实说，我不明白为什么要使用手动内存管理。

效率应该不是问题，因为您可以使用 throwing 和 non-throwing 成员函数来访问包含的元素，因此您可以选择是偏向于安全性还是性能。

【参考方案6】：

std::vector 可以使用 size_type 参数构造，该参数用指定数量的元素实例化向量并执行单个动态分配（与您的数组相同），您也可以使用 reserve 减少使用时间内重新分配的次数。

【参考方案7】：

我想不出动态分配 C 风格的任何情况 矢量是有意义的。 （我在 C++ 中工作超过 25 年 年，我还没有使用new[]。）通常，如果我知道 预先确定尺寸，我会使用类似的东西：

std::vector<int> data( n );

获取一个已经确定大小的向量，而不是使用push_back。

当然，如果n 非常小并且在编译时已知， 我将使用std::array（如果我可以访问 C++11），甚至 一个 C 风格的数组，只需在堆栈上创建对象，使用 没有动态分配。 （这种情况在国内似乎很少见 我工作的代码；小型固定大小的数组往往是 类。我偶尔会使用 C 风格的数组。）