为什么数组比矢量快得多？

Question

这是将矢量与数组进行比较的公平测试吗？速度的差异似乎太大了.我的测试表明阵列的速度要快10到100倍!

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <windows.h>
#include <stdint.h>

using namespace std;

double PCFreq = 0.0;
__int64 CounterStart = 0;

using namespace std;

void StartCounter()
{
    LARGE_INTEGER li;
    if(!QueryPerformanceFrequency(&li))
    std:cout << "QueryPerformanceFrequency failed!\n";

    PCFreq = double(li.QuadPart)/1000000000;

    QueryPerformanceCounter(&li);
    CounterStart = li.QuadPart;
}
double GetCounter()
{
    LARGE_INTEGER li;
    QueryPerformanceCounter(&li);
    return double(li.QuadPart-CounterStart)/PCFreq;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    //Can do 100,000 but not 1,000,000
    const int vectorsize = 100000;
    cout.precision(10);

    StartCounter();
    vector<int> test1(vectorsize);
    for(int i=0; i<vectorsize; i++){
        test1[i] = 5;
    }
    cout << GetCounter() << endl << endl;


    StartCounter();
    int test2[vectorsize];
    for(int i=0; i<vectorsize; i++){
        test2[i] = 5;
    }
    cout << GetCounter() << endl << endl;

    cout << test2[0];

    int t = 0;
    cin >> t;
    return 0;
}

Answer 1

这取决于你的比较.

您的基准测试同时测量设置时间和访问时间.毫无疑问,std::vector设置时间更加昂贵.这是因为它需要分配内存,然后(根据标准的必要性)调用所有元素的默认构造函数.对于POD类型,这意味着归零.

因此,如果您正在尝试衡量访问时间,那么您的基准测试就不准确.

这里有一些要消化的数字:

原始代码:

StartCounter();
vector<int> test1(vectorsize);

for(int i=0; i<vectorsize; i++){
    test1[i] = 5;
}
cout << GetCounter() << endl << endl;

时间:444353.5206

声明并初始化后开始计时vector:

vector<int> test1(vectorsize);

StartCounter();
for(int i=0; i<vectorsize; i++){
    test1[i] = 5;
}
cout << GetCounter() << endl << endl;

时间:15031.76101

而对于阵列:

StartCounter();
int test2[vectorsize];
for(int i=0; i<vectorsize; i++){
    test2[i] = 5;
}
cout << GetCounter() << endl << endl;

时间:38129.345

无论宣言是否定时,时间大致相同.这可能是因为堆栈分配在进入函数时立即完成.

基本上,向量存储器分配和初始化花费了不成比例的时间.但实际的循环很快.

我还会注意到您当前的基准框架仍然存在严重缺陷.您只能在每个数组上进行一次传递.因此缓存效果和延迟分配将是重要的.

数组现在较慢的原因可能是由于延迟分配.数组已分配,但尚未提交.延迟分配意味着它在首次访问时提交 - 这涉及页面错误和内核的上下文切换.

这是一个更公平的测试,使用外部循环来增加基准时间:

vector<int> test1(vectorsize);

StartCounter();
for (int c = 0; c < 10000; c++){
    for(int i=0; i<vectorsize; i++){
        test1[i] = 5;
    }
}
cout << GetCounter() << endl << endl;

时间:227330454.6

int test2[vectorsize];
memset(test2,0,sizeof(test2));

StartCounter();
for (int c = 0; c < 10000; c++){
    for(int i=0; i<vectorsize; i++){
        test2[i] = 5;
    }
}
cout << GetCounter() << endl << endl;
cout << test2[0];

时间:212286228.2

因此,没有一个数组是不是比稳态访问向量更快.正确地进行基准测试真的很棘手.