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几种std::vector访问方法的效率

2013-04-16 15:46 155 查看

http://www.sf.org.cn/Article/base/200708/20426.html

作者：Jarod 文章来源：Jarod
的半个程序员更新时间：2007-8-20 11:51:28

#define _SECURE_SCL 0

#include <boost/foreach.hpp>

#include <list>

#include <vector>

#include <algorithm>

#include <cstdlib>

#include <time.h>

#include <stdio.h>

using namespace std;

template<typename Container>

void generate(typename Container & v) {

size_t size = v.size();

for (size_t i=0; i< size ; ++i) {

v[i] = i;//rand();

}

struct case1 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

int sum=0;

vector<int>::const_iterator it = v.begin();

for (size_t i=0; i< size; ++i, ++it ) {

sum += *it;

}

return sum;

}};

struct case2 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

int sum=0;

for(size_t i=0; i< size; ++i) {

sum += v[i];

}

return sum;

}};

struct case3 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

int sum=0;

BOOST_FOREACH(int x, v) {

sum += x;

}

return sum;

}};

struct case4 {

int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {

int sum=0;

for (vector<int>::const_iterator it = v.begin();

it != v.end();

++it

) {

sum += *it;

}

return sum;

}};

template<typename T>

__int64 Do(typename T op, vector<int> &v, int M) {

size_t size = v.size();

__int64 sum = 0;

for (int i=0;i<M;++i) {

generate(v);

sum += op(v, size);

}

return sum;

}

int main() {

srand(static_cast<unsigned int>(time(NULL)) );

vector<int> v(65536);

int M= 10000;

printf("1 : %d ", Do(case1(),v,M));

printf("2 : %d ", Do(case2(),v,M));

printf("3 : %d ", Do(case3(),v,M));

printf("4 : %d ", Do(case4(),v,M));

}

debug模式下：
先不看case3，因为BOOST_FOREACH的效率在debug模式下与其它相差较大。Case4也不看

case1与case2的效率基本相同。

注意case1中的主要操作是*和++；而case2中主要是[]和size()，特别的，size()还可以改STL原码除去，这样case2将大为缩短时间。

而在Release模式下，case2比case1略优：

通过跟踪可以发现：

vector的size()函数里使用了一个三元操作符?:，而不是直接返回size，但这里没有安全检查。

operator*()与++()中，即便在release版本中，都会包含指针检查（ASM中的__imp___invalid_parameter_noinfo部分），每个操作都包括_SCL_SECURE_VALIDATE及_SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE，但这些消耗的时间不多。两个检查若没通过都会转到__imp___invalid_parameter_noinfo中。

struct case1 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
int sum=0;
vector<int>::const_iterator it = v.begin(); // 一个检查
for (size_t i=0; i< size; ++i, ++it ) { // 一个检查
sum += *it; // 一个检查
}
return sum;
}};

struct case2 {
int operator() (const vector<int> & v, size_t size) {
int sum=0;
for(size_t i=0; i< size; ++i) {
sum += v[i];//一个检查，但是包含求size()的检查
}
return sum;
}};

在[]操作中，包括一个_SCL_SECURE_VALIDATE_RANGE(_Pos < size())，而求size()费时。

Case4中包含更多的安全检查。

要消除这些安全查检，可以定义_SECURE_SCL为0。
消除检查之后，得到如下结果。两种方式的效率已经相当接近，但case1还是略优。改写后的Case3和4也与前两者接近。

剩下的只能用vtune来分析每个操作了。

结论：不论用哪种方法，release版的效率都差不多。

1. 少使用size()。

2. 使用[]访问，使调试与发布的运行效率接近。

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