性能 - 使用迭代器或指针迭代向量？

Posted 2023-02-21

【中文标题】性能 - 使用迭代器或指针迭代向量？

【英文标题】：Performance - iterating over vector with iterator or pointer?

【发布时间】：2013-03-13 07:54:13

【问题描述】：

我目前正在编写一个需要尽可能好地执行的应用程序。我使用 VS2012 作为我的 IDE（和编译器）。

我注意到，当我对向量进行迭代时，与迭代器相比，指针解决方案在速度方面要快得多。这是为什么？我的意思是，迭代器基本上是一样的。至少应该是。

看看这个例子：

std::vector<int> v;
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) 
    // Do stuff with *it


for (int* i = &v[0], i <= &v[v.size()-1]; i++) 
    // Do stuff with *i

编译器是否需要任何优化？我正在使用所有标准设置，所以 -O2 已经启用。提前致谢。

编辑： 我在 Release 中编译，并使用 Ctrl+F5 运行（即没有调试）。

EDIT2： 实际的源代码是快速排序的实现。 Here is a link to the full source，很短，请查看。

【问题讨论】：

你可能在调试模式下编译，迭代器执行断言。

看看调试生成的汇编代码和优化生成的代码之间的区别。

您的分析如何？循环中发生了什么？你用的是哪个编译器？

我用的是VS2012自带的最新MSVC。

检查_ITERATOR_DEBUG_LEVEL的设置。

【参考方案1】：

我目前正在编写一个需要尽可能好地执行的应用程序。

然后使用分析器查看真正的瓶颈在哪里。当然是在优化代码（发布模式）中。

-O2 并不是 VS2012 中的全部：有几个 #defines 可以操纵标准容器迭代器的行为，包括边界检查和其他安全检查。您可能想要查找它们（“检查迭代器”和“安全 SCL”可能会引导您到正确的站点）并相应地设置它们。

但我非常怀疑容器上的迭代是否会成为您的瓶颈，会有其他代码部分对性能问题更敏感。

【参考方案2】：

一个潜在的原因是您正在对迭代器进行后递增，而不是对其进行预递增。试试这个：

for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)

这可能不会提高您的速度，因为一些（也许是大多数）编译器优化了这个问题。但是，有时当您进行后增量时，必须制作旧迭代器值的临时副本，以允许它在循环中返回您期望的值。无论如何都要尝试一下。

【参考方案3】：

提高性能的一种简单方法是不要在每次迭代中都使用end 方法 - 也不要使用++it 而不是it++。

即

std::vector<int> v;
const std::vector<int>::iterator end = v.cend();
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != end; ++it) 
    // Do stuff with *it

【讨论】：

从实际测量结果来看（使用 g++，而不是 VC++），无论您使用 ++ i 还是 i ++ 都无关紧要。但是，将调用移到循环之外的end()确实会产生可衡量的差异。并且在 C++11 之前的版本中，使用 const 迭代器也可以避免类型转换（如果 v.end() 返回一个非常量迭代器）。由于这些原因，我开始写for ( std::vector<int>::const_iterator current = v.begin(), end = v.end(); current != end; ++ current )。