使用可移动类型删除 std::vector 中间的元素是否仍然很昂贵？答案

【问题标题】：Is deleting an element in the middle of a std::vector still expensive with movable types?使用可移动类型删除 std::vector 中间的元素是否仍然很昂贵？
【发布时间】：2011-09-27 06:45:14
【问题描述】：

通常认为删除std::vector 中间的元素代价高昂，因为它需要复制它之后的每个元素以填充孔。

在 C++11 中，std::vector 会将所有元素移动，这应该非常快（如果仅与副本相关），至少我认为是这样。当然，它在时间上仍然是线性的，但总的来说应该比旧版本更快。

这是真的吗？我不再担心删除中间的一些对象了吗？

【问题讨论】：

在 C++03 中不能交换对象吗？如果是这样，性能差异将非常小。'
@jalf：嗯，这就是unafe_erase 的工作原理——swap 与 last 和 pop_back，但如果你想保持订单，你不能只是交换。
@Xeo：与从中间移除然后将元素移动一个到向量末尾的方式相同，您可以swap 与下一个元素一起移除的元素，移动到向量的末尾，然后调用pop_back。
@jalf：据我所知，只有 VC9 在其 STL 中执行“交换”，因为容器不需要有效地保存可交换元素。
@David：在您对@Xeo 的回复中，您似乎在描述一种更复杂、更随意的方式来实现同样的目标？

标签： c++ vector c++11 move-semantics

【解决方案1】：

这取决于向量中的内容。如果它是 POD 或指针，我无法想象它会有什么不同。如果是复制繁重的类实例，但可以非常快速地移动，我希望 C++0x 可以加快速度。

但是，我认为如果从 std::vectors 中间删除元素是代码中的瓶颈，那么 C++0x 可能不是正确的解决方法。考虑使用可以更好地处理此类情况的数据结构，或者如果元素的顺序无关紧要，请考虑使用std::iter_swap 加上std::vector::pop_back。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您考虑到标准使用的成本，它的成本将完全一样。标准规定了对包含类型执行的操作的成本，并且操作的数量仍然相同，只是每个操作都会更快。

例如，考虑在 C++03 中在 vector<string> 中间插入元素的成本。标准调用O(N)，其中N 是向量的大小，但实际成本是O(N * M)，其中M 是字符串的大小。在分析容器中的操作成本时忽略M 的原因是它取决于包含的元素。在 C++0x 中，带有可移动类型的成本将是 O(N)（字符串可以移动到新位置），但在这两种情况下，宣传的复杂性都是 O(N)。

举一个简单的反例，如果你认为在 C++03 中插入向量中间是一项昂贵的操作，并且你考虑std::vector<int>，那么在 C++ 中插入向量中间0x 一样昂贵，在这种情况下没有加速。

另外请注意，任何潜在的改进都取决于您的对象是否可移动（它们不需要是），并且当前的一些 STL 实现已经以类似的方式进行了优化（没有语言支持），例如，Dinkumware 实现（我认为是这个）有一些优化，当std::vector<std::vector<T> > 增长时，它会创建新的存储并使用 empty 向量进行初始化（即没有分配内存，因此成本最低），然后swaps 分配新旧区域中的向量，有效地实现 move 语义。

【讨论】：

如果字符串都包含少于 16 个字符，则它们的移动（比复制）不会更快。因为它们被存储在原地。

【解决方案3】：

实际上，在绝大多数情况下，移动要比复制快得多。任何通过引用存储信息的类型都可以防止复制，例如，几乎所有容器、智能指针等，以及任何涉及这些类型的类。

当然这仍然是线性时间，所以如果你有一百万个整数，它不会更快。但是，移动容器和智能指针之类的东西可能比复制它们快几个数量级。

【讨论】：

对于智能指针，您肯定说的是shared_ptr，因为unique 不可复制，因此无法与移动相提并论。在shared 情况下，唯一可能的加速是跳过引用计数原子添加和减量，以及比较。但你不能避免 2 指针的副本。（参考 cnt 对象和指针）

【解决方案4】：

我仍然是 C++0x 移动的新手，但我真的不知道您将如何在这里获得 vector 固有的任何有用的加速。

这一切都取决于你的元素类型：我无法想象你会得到任何加速，除非你的元素类型的对象移动速度比复制速度快。

【讨论】：

对于几乎所有昂贵的类型基本上都是如此。
@DeadMG：是的，但是OP没有说明他的元素类型是否昂贵。
如果不贵，那么从中间删除也不贵，反正这是过早的优化。
@DeadMG：如果向量很大，那么即使复制/移动每个元素的成本很低，从中间删除也会很昂贵。
@DeadMG：这里的过早优化是什么？将移动语义引入 C++？

【解决方案5】：

第一点，要决定你需要一个向量还是列表？如果您不希望基于索引访问数据结构，列表会很好，因为您的删除发生在容器中间。此外，您还必须考虑其他变体，例如树来决定最适合您的。这可能不会对您的性能产生太大影响，但仍然只是为了共享信息，列表中的内容可能会分布在多个页面文件中，因此在使用大量数据时性能会受到影响。

Rvalue reference and move constructor 可以提高容器的性能。它可以避免一些不必要的复制操作等。

【讨论】：