STL与结构中的速度问题[关闭]答案

【问题标题】：Speed concern in STL vs struct [closed]STL与结构中的速度问题[关闭]
【发布时间】：2012-12-13 01:25:47
【问题描述】：

最近我发现 C 和 C++ 之间存在一些速度差异，有时很难说在一种情况下哪一个更快。

我知道 STL 自推出以来已经简化了很多，但它是否在速度/内存成本方面简化了一些东西？

例如，有多种方法可以使用带有指针的结构来定义堆栈/队列/二叉树/图等。不过，这些实现有点复杂。另一种方法是简单地使用来自 STL 的向量，该向量具有使用模板随意增加和减小大小的能力。还为地图、队列等实现了许多模板。

我的问题是，您认为哪种实现在时间和内存复杂性方面更有效，为什么？

【问题讨论】：

你将不得不很多更具体。
无法回答这个问题。这取决于相关的实现和数据结构。但在大多数主流实现中，STL 数据结构都非常高效。有一些争论的空间（例如，std::vector 有时可能不如使用realloc 调整大小的自定义 C 动态数组执行得好），但总的来说，在效率方面很难击败 STL。
Stdlib 数据结构与“Roll Your Own”是我读到的：不是完全重复，但是 - stackoverflow.com/questions/2253690/what-makes-stl-fast
听起来像是功课。有代码示例吗？

标签： c++ c stl struct

【解决方案1】：

这里的关键当然是，如果您使用“侵入式”解决方案，也就是说，您将链表的链接存储在每个节点内，而不是拥有一个单独的节点结构来保存指向其他位置的指针/引用保存数据本身，会有一些性能影响[并且可以在两个方向上起作用 - 不一定侵入性解决方案总是最好的]。

人们弄错的典型情况是，他们比较将分配的对象存储在某种容器中，然后将其与将对象副本存储在容器中的解决方案进行比较。如果该容器需要通过重新分配来“增长”，那么它将导致性能问题。但这只是“如果要存储的东西的选择错误”或“这种类型的对象存储的容器类型错误”。

在大多数情况下，你如何做某事的实现（例如它是一棵树还是一个向量）是你获得 100 倍改进的地方。为这种类型的存储编写特定的东西会给你 5-20% 的改进，这取决于原始代码的好坏和优化代码的编写好坏。现在，假设它不是游戏中渲染循环的内部细节的一部分，也不是 OS 内核中的调度程序或内存分配代码，那么 5% 是不值得拥有的，而对于绝大多数代码来说，20% 的改进可能是[对于系统功能的一部分 - 如果您将内容存储在容器中，希望您可以用它做更多的事情，而不仅仅是简单地存储它并在容器内容上来回工作，对吧？]

在花时间优化代码之前，应该对代码花费时间的地方进行一些体面的分析。然后你可以攻击使它变得更好。第一步是查看“这里的算法的行为是什么？”当我们可以使用更快的不同方法时，我们是否花费 O(2^n) 对某些东西进行排序？当列表、堆栈或队列可能是更好的选择时，我们是否会花时间从大型数组中插入/删除内容？当我们可以写入较少数量的大块时，我们是否正在将小块数据写入磁盘？

这类问题会给您带来 5、10、100 倍的改进，从而带来真正的改变。当然，剃掉 5% 的东西是值得的。有时削减 0.5% 的折扣是值得的，如果它能让你的游戏以 200 fps 而不是 100 fps 运行，因为正是这 0.5% 的折扣让你超过了帧切换率。但总的来说，如果它至少没有将速度提高一倍，您可能应该将时间花在其他地方。

【讨论】：

【解决方案2】：

C++ 标准库经过多年的开发、性能调整和调试，随着编译器优化的改进，您可以从标准容器中获得非常好的开箱即用性能。可能最大的性能瓶颈是去堆获取内存，在某些情况下可以减少，例如向量的reserve。

如果您正在编写 C++，只需根据您的软件需求使用所有可用的容器和算法。然后，如果您遇到性能问题，您可以分析您的代码（很可能瓶颈仍然不是标准库）。

【讨论】：