矢量 [] 与复制

Question

什么更快和/或通常更好？

vector<myType> myVec;
int i;
myType current;

for( i = 0; i < 1000000; i ++ )
{
 current = myVec[ i ];
 doSomethingWith( current );
 doAlotMoreWith( current );
 messAroundWith( current );
 checkSomeValuesOf( current );
}

或者

vector<myType> myVec;
int i;

for( i = 0; i < 1000000; i ++ )
{
 doSomethingWith( myVec[ i ] );
 doAlotMoreWith( myVec[ i ] );
 messAroundWith( myVec[ i ] );
 checkSomeValuesOf( myVec[ i ] );
}

我目前正在使用第一个解决方案。每秒确实有数百万次调用，并且每一个位比较/移动都存在性能问题。

Answer 1

第一个版本可能不必要地昂贵，因为它依赖于在向量中创建对象的副本。除非 myType 是一些非常小且简单的对象，例如 int，否则存储引用可能是一个更好的主意。它也应该在需要时声明，而不是更早，以限制别名问题，可能否则会导致编译器发出效率较低的代码：

vector<myType> myVec;
for(int i = 0; i < 1000000; i ++ )
{
 myType& current = myVec[ i ];
 doSomethingWith( current );
 doAlotMoreWith( current );
 messAroundWith( current );
 checkSomeValuesOf( current );
}

创建副本的一个优点与使用引用不同，它可能会导致编译器将对象加载到寄存器中，而不是在每次访问时从内存中读取它。所以这两个版本都值得尝试。

当然，复制与参考建议也适用于您的每个功能。他们是根据价值还是根据参考来看待论证？根据他们使用它的用途以及 myType 的定义方式，其中一种可能比另一种更快。

第二个版本是有缺陷的，因为它（除非编译器能够优化它）要求每次都在内存中查找对象。根据您的 STL 实现，由于对 operator[] 进行边界检查，可能还会产生一些开销。

首先创建一个临时文件，然后将其传递给每个函数，这是正确的方法。问题是该临时值是否应该是值类型 (myType)，还是引用类型 (myType&/const myType&)

另一种选择是可能值得探索的是将每个函数调用放入其自己的单独循环中。这在某种程度上损害了数据局部性，但如果某些函数使用大量本地数据，它可能会表现得更好。它也可能与指令缓存配合得更好。

但实际上，性能极其复杂。缓存、乱序执行、myType 的确切语义（尤其是它的复制构造函数和大小）以及编译器执行的优化量都是我们未知的。因此我们无法给您可靠的答案。

猜猜谁可以：你的编译器。写测试。两者都尝试一下。计算结果的时间。选择速度更快的那个。

Answer 2

除了避免多次访问同一索引并使用引用来避免复制之外，您还可以在函数中使用 fastcall 调用约定。它指示编译器在可能的情况下在寄存器中传递参数，而不是将它们推入堆栈。

但是，快速调用并未标准化，因此它是特定于供应商的。

Answer 3

取决于您的类型的赋值运算符的作用。我希望您是通过引用这些函数来传递的？但对于所有性能问题，如果对您来说很重要，请亲自测试您的具体案例。

Answer 4

在格式方面，我建议如下（在初始化时声明，使用 const myType&）：

vector myVec;
for(int i = 0; i < 1000000; i++){
 const myType& current = myVec[i];
 doSomethingWith(current);
 doAlotMoreWith(current);
 messAroundWith(current);
 checkSomeValuesOf(current);
}

但是，就您原来的问题而言，使用名为 current 的临时变量将在至少与每次使用 myVec[i] 一样快。不过，优化编译器可能会删除对 myVec 的冗余查找（即使用分配给临时变量的解决方案）...一般来说，如果您重复调用声明为“const”的成员函数而不使用任何非常量成员函数时，编译器可以自由创建临时变量并仅执行一次调用，将结果保存到本地临时变量。