在向量或向量::swap 之间使用 std::swap？答案

【问题标题】：Use std::swap between vectors or vector::swap?在向量或向量::swap 之间使用 std::swap？
【发布时间】：2015-02-25 19:00:08
【问题描述】：

给定两个 std::vector v1, v2.
我想知道使用 std::swap(v1, v2) 比 v1.swap(v2) 有什么好处。

关于性能的观点，我已经实现了一个简单的测试代码（我不确定它是否相关）：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <random>
#include <chrono>
#include <algorithm>

#define N 100000

template<typename TimeT = std::chrono::microseconds>
struct Timer
{
    template<typename F, typename ...Args>
    static typename TimeT::rep exec(F func, Args&&... args)
    {
        auto start = std::chrono::steady_clock::now();
        func(std::forward<Args>(args)...);
        auto duration = std::chrono::duration_cast<TimeT>(std::chrono::steady_clock::now() - start);
        return duration.count();
    }
};

void test_std_swap(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)
{
    for (int i = 0; i < N; i ++)
    {
        std::swap(v1,v2);
        std::swap(v2,v1);
    }
}

void test_swap_vector(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)
{
    for (int i = 0; i < N; i ++)
    {
        v1.swap(v2);
        v2.swap(v1);
    }
}

int main()
{
    std::vector<double> A(1000);
    std::generate( A.begin(), A.end(), [&]() { return std::rand(); } );
    std::vector<double> B(1000);
    std::generate( B.begin(), B.end(), [&]() { return std::rand(); } );
    std::cout << Timer<>::exec<void(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)>(test_std_swap, A, B) << std::endl;
    std::cout << Timer<>::exec<void(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)>(test_swap_vector, A, B)  << std::endl;
    std::cout << Timer<>::exec<void(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)>(test_std_swap, A, B) << std::endl;
    std::cout << Timer<>::exec<void(std::vector<double>& v1, std::vector<double>& v2)>(test_swap_vector, A, B)  << std::endl;
}

根据输出，如果没有优化，vector::swap 似乎更快-O0。输出为（以微秒为单位）：

与 -O3 没有明显的区别。

【问题讨论】：

一般性以外。
@DietmarKühl 是的，绝对是。我的意思是“超载”，但现在编辑我的第一条评论为时已晚。

标签： c++ c++11 vector swap

【解决方案1】：

假设一个健全的实现，这两个功能应该以相同的方式实现。所以你应该在你的代码中使用最易读的东西。

特别是，如果我们查看std::swap(vector<T> & x, vector<T> & y) 的描述，它的效果是x.swap(y)。

【讨论】：

【解决方案2】：

无论如何你都应该不直接使用std::swap()！相反，你应该使用这样的东西：

using std::swap;
swap(x, y);

对于std::vector<...>，它可能没有什么不同，因为std::vector<...> 显然位于命名空间std 中。否则，主要区别在于使用 std::swap() 时使用的是默认实现，而使用 ADL 概述的方法可以找到更好的版本。

将swap(x, y) 用于std::vector<...>s x 和y 只会调用x.swap(y)。为了与其他用途保持一致，我将使用上面列出的方法。

参考资料：

【讨论】：

感谢您的建议。这是否是 std::swap 没有使用上述示例进行优化时似乎更慢的原因？
@coincoin：没有优化的分析 C++ 代码是徒劳的！例如，对所有微不足道的内联内容进行函数调用会增加大量成本。由于生产代码肯定总是使用优化，因此未优化代码的性能也无关紧要。
投了反对票，因为问题的实际答案只在最后一段，其余的基本上是对代码风格的评论。我也不同意第一部分，我会说如果你真的必须使用“使用”，在这种情况下它是没有必要的。
@DietmarKühl 您的评论根本不正确，我对调试构建进行了所有分析，我对优化正在使用的算法感兴趣，而不是删除一些产生微不足道的函数调用.

【解决方案3】：

来自实施文档：

void swap(vector& __x)

   *  This exchanges the elements between two vectors in constant time.
   *  (Three pointers, so it should be quite fast.)
   *  Note that the global std::swap() function is specialized such that
   *  std::swap(v1,v2) will feed to this function.

可以看到，std::swap(v1,v2) 只是调用了 v1.swap(v2)。

【讨论】：