如何有效地创建初始化为相同值的大型项目向量？

Question

我正在寻找分配一个小型结构的向量。

这需要 30 毫秒并线性增加：

let v = vec![[0, 0, 0, 0]; 1024 * 1024];

这需要几十微秒：

let v = vec![0; 1024 * 1024];

对于第一种情况是否有更有效的解决方案？我可以接受不安全的代码。

Answer 1

就一般情况而言，张方的回答是正确的。您询问的代码有点特殊：它可以使用alloc_zeroed，但它没有。正如 Stargateur 在问题评论中指出的那样，随着未来语言和库的改进，这两种情况都有可能利用这种加速。

这通常应该不是问题。一次初始化整个大向量可能不是您经常做的事情。大的分配通常是长期存在的，因此您不会在紧密的循环中创建和释放它们——初始化向量的成本很少会被支付。在诉诸 之前unsafe，我会检查一下我的算法并尝试理解为什么单个算法memset会造成如此多的麻烦。

但是，如果您碰巧知道全位为零是可接受的初始值，并且您alloc_zeroed绝对不能容忍速度下降，则可以通过调用和创建Vecusing来围绕标准库进行最终运行from_raw_parts。Vec::from_raw_parts是unsafe，所以您必须绝对确定分配的内存的大小和对齐方式是正确的。从 Rust 1.44 开始，您可以Layout::array轻松地做到这一点。这是一个例子：

pub fn make_vec() -> Vec<[i8; 4]> {
    let layout = std::alloc::Layout::array::<[i8; 4]>(1_000_000).unwrap();
    // I copied the following unsafe code from Stack Overflow without understanding
    // it. I was advised not to do this, but I didn't listen. It's my fault.
    unsafe {
        Vec::from_raw_parts(
            std::alloc::alloc_zeroed(layout) as *mut _,
            1_000_000,
            1_000_000,
        )
    }
}

也可以看看

• 如何在 Rust 中执行高效的向量初始化？

Answer 2

vec![0; 1024 * 1024]是一个特例。如果将其更改为vec![1; 1024 * 1024]，您会发现性能急剧下降。

通常，对于非零元素e，vec![e; n]将克隆元素n次数，这是主要成本。对于等于 的元素0，还有其他系统方法来初始化内存，这种方法要快得多。

所以你的问题的答案是否定的。