考虑到干净代码的性能，啥更好

Posted 2023-02-21

【中文标题】考虑到干净代码的性能，啥更好

【英文标题】：Performance with clean code in mind, what is better考虑到干净代码的性能，什么更好

【发布时间】：2017-04-25 09:37:23

【问题描述】：

对于 for 循环的简洁性，我喜欢基于范围的 for 循环。在 for 循环中，我想填充一个我事先知道其大小的向量，但我缺少一个索引值。我现在有两种方法，声明一个向量并使用 push_back 添加元素或创建一个初始化向量（应该更快，因为不需要分配？），计算索引并插入一个元素。

问题：其中一个的性能缺点是什么和/或有更好的实现。

在此示例代码下方，实际代码包含的项目数量相对较少（大概少于 10 个），但它会在此过程中运行数百万次。

    //The vector as input for the for loop
    std::vector<double> vecIn =  1, 2, 3, 4, 5 ;

    //Adding values to vectors, vector size changes on each loop right?
    std::vector<double> vecOut1;
    //Loop through vector with range looping
    for (auto& val : vecIn) 
        vecOut1.push_back(val); //In reality val is some calculated value based on the input.
    

    //Adding values to initialized vector, but need to calculate index.
    std::vector<double> vecOut2(vecIn.size());
    //Loop through vector with range looping
    for (auto& val : vecIn) 
        auto i = &val - &vecIn[0];
        vecOut2[i] = val;  //In reality val is some calculated value based on the input.
    

我喜欢第一个循环的简短性，但担心性能方面会更糟。

当然，我也可以在循环的开头声明一个索引并对其进行迭代，但这似乎有点违背清洁的目的。

编辑：为了澄清，这是我将一个向量复制到另一个向量的演示代码。在实际程序中，处理输入向量并根据输入向量计算新值。新值需要插入/附加到向量输出。在实际代码中，输入甚至不是向量，而是 boost::ublas::matrix。

【问题讨论】：

剖析一下看看:)

使用vector.reserve。

如果你想复制整个向量，你可以做std::vector<double> vecOut1 = vecIn;，图书馆会为你做所有的工作。包括预先分配足够的空间。

这是示例代码，当然我想做的不仅仅是将一个向量复制到另一个向量中。

添加真实示例，而不仅仅是部分

【参考方案1】：

其实差不多。

你可以让编译器为你优化：

std::vector<double> vecOut1(vecIn.begin(), vecIn.end());

或

std::vector<double> vecOut1 = vecIn

通过这样做，您将 vecIn 复制到 vecOut1。

另外一个忠告：在for循环中能否告诉你正在处理的类型，避免使用关键字auto，并指定类型。

编辑：由于 OP 问题不清楚，这里有一个新答案。

您的第一个方法很好。也有一些不错的选择。

如果您在插入元素之前知道 vecOut2 向量的大小，则可以更好地进行索引访问：

std::vector<double> vecOut2(vecIn.size());
for(int i = 0;i < vecOut2.size(); i++)
   vecOut2[i] = vecIn[i] + /* Your calculation */;

这实际上取决于您要如何执行计算，以及计算是否是线性的（是否必须在索引之间跳转）。

【讨论】：

我编辑了我的问题，更清楚地表明我不想进行矢量复制，但提供的代码是示例代码。

我编辑了我的答案，但仍不清楚您希望如何执行您的操作以及您的计算有多复杂。

我不同意不使用自动。将迭代器的整个类型写入复杂的数据结构是耗时的，不会使您的代码更具可读性，并且如果您更改底层数据结构，则需要重写

@EyalK。你说的对。我没有说永远“停止”使用 auto 。我认为本文描述了汽车的最佳和最差acodersjourney.com/2016/02/c-11-auto

【参考方案2】：

您的第一个循环需要.reserve() 以与第二个循环具有相同的性能数量级：

std::vector<double> vecOut1;
vecOut1.reserve(vecIn.size());
for (auto& val : vecIn) 
    vecOut1.push_back(val); 

---

reserve 预分配请求的元素而不更改向量 size- 因此循环中不会进行重新分配。