访问 C++ 容器中元素的最有效方法是什么？答案

【问题标题】：What is the most efficient way of accessing elements in a C++ container?访问 C++ 容器中元素的最有效方法是什么？
【发布时间】：2014-09-24 17:18:19
【问题描述】：

假设我想按顺序访问 C++ 容器中的所有元素，哪种方式最有效？我在以下示例中说明了我的问题：

std::vector<int> abc;
abc.push_back(3);
abc.push_back(4);
...
...

for(int i=0; i<abc.size(); i++)
{
  abc[i];
}

std::vector<int>::iterator it = abc.begin();
std::vector<int>::iterator itEnd = abc.end();
while(it != itEnd)
{
     (*it);
     it++;
}

如您所见，在这个例子中，使用了两种方法来访问 C++ 容器中的元素，所以很自然的问题是哪一种更有效。谢谢。

【问题讨论】：

询问你的编译器。
您是否想为您的应用程序选择一个以更快地运行？如果是这样，请选择在代码中看起来更好的那个，在看到差异之前不要担心速度。
对于线性遍历整个容器，对于向量，它们是相同的。对于其他数据结构，迭代器将至少与其他方式一样快。这取决于数据结构。
@NeilKirk 除非你不听
@Manu343726 我严重怀疑它。对于编译器来说，深入观察size() 以使其意识到它正在处理一个经典的数组循环并不是一件容易的事。在大多数情况下，至少在我测量过的情况下，在循环中调用size 肯定会使他的第一个循环比第二个循环慢（他在循环外调用end）。

标签： c++

【解决方案1】：

解决这些问题的最佳方法是执行 100 万次循环并对其进行测试。编译器各不相同。确保在发布模式下对其进行测试。

我使用 ACE，但这里是我如何获得时差的示例。

  // Log how long each module takes.
      ACE_Time_Value    lSendStart;
      ACE_Time_Value    lDifference;

       // Start keeping track of how long this takes
      lSendStart = ACE_OS::gettimeofday();

      // Figure out how long we took.
      lDifference = ACE_OS::gettimeofday() - lSendStart;
       // Log how long we took
      PLALOG_INFO( mLogger, ACE_TEXT( "doProcessing took ") <<lDifference.sec () << ACE_TEXT( "seconds(s) and ") << (lDifference.usec ()) <<
                    ACE_TEXT(" micro second(s) to process." ), "" );

所以获取开始时间，循环一百万次，获取差异，然后以另一种方式执行相同的循环。

我发现的另一件事是，如果你可以使用 c++11 中的 auto，你通常会发现一个比你展示的历史 for 循环更快的循环。

   std::vector<std::string> lNameList; 
   // fill in vector
   for(auto& lSection : lNameList)
   {
      // lSection is not a string
      // DO something with it

   }

【讨论】：

这不一定是一个好的测试。运行第一个循环可能会将容器的重要部分放入 CPU 缓存中，从而导致后续循环执行得非常快。这与在繁重工作中访问容器的用例不匹配，整个工作都是循环的。
如果您对此感到担心，请使用第一个循环对其进行测试，获取时间。关闭应用程序，然后以另一种方式运行它。如果你使用不同的对象，我没有发现这是一个问题。
另外需要注意的是，在我的测试中，length()、size()、empty()，都有不同的性能结果。如果您正在执行 length() == 0 或 size() == 0，则 empty() 表现最佳。