在我们的c++课程中,他们建议不要再在新项目中使用c++数组。据我所知,Stroustroup本人建议不要使用数组。但是否存在显著的性能差异?
当前回答
向量使用的内存比数组多一点,因为它们包含数组的大小。它们还会增加程序的硬盘大小,可能还会增加程序的内存占用。这些增加很小,但如果您使用的是嵌入式系统,则可能很重要。尽管这些差异很重要的大多数地方都是使用C而不是c++的地方。
其他回答
向量是底层的数组。 性能是一样的。
一个可能会遇到性能问题的地方是,vector的大小一开始就不正确。
当一个vector容器被填充时,它将调整自身的大小,这可能意味着,一个新的数组分配,然后是n个复制构造函数,然后是大约n个析构函数调用,然后是一个数组删除。
如果你的构造/销毁是昂贵的,你最好让向量的正确大小开始。
有一种简单的方法可以证明这一点。创建一个简单的类,显示它何时被构造/销毁/复制/赋值。创建一个这些东西的向量,并开始将它们推到向量的后端。当向量被填充时,随着向量大小的调整,将会有一连串的活动。然后再试一次,将向量大小调整为预期的元素数量。你会发现其中的不同。
在c++ 11中使用普通数组的理由就更少了。
从最快到最慢,本质上有3种类型的数组,这取决于它们所具有的特性(当然,实现的质量可以使事情变得非常快,即使是列表中的情况3):
静态的,在编译时大小已知。——std::array<T, N> 动态的,运行时大小已知,从不调整大小。这里的典型优化是,如果数组可以直接分配到堆栈中。——不可用。也许在c++ 14之后,在c++ TS中使用dynarray。在C中有vla 动态的,可在运行时调整大小。——std::向量T > <
为1。常量静态数组,在c++ 11中使用std::array<T, N>。
为2。在运行时指定固定大小的数组,但这不会改变它们的大小,在c++ 14中有讨论,但它已经转移到技术规范,最终由c++ 14制成。
为3。std::vector<T>通常会在堆中请求内存。这可能会影响性能,不过可以使用std::vector<T, MyAlloc<T>>来使用自定义分配器改善这种情况。相对于T mytype[] = new mytype[n];你可以调整它的大小它不会像普通数组那样衰减为指针。
使用上面提到的标准库类型来避免数组退化为指针。如果使用相同的特性集,将节省调试时间,并且性能与普通数组完全相同。
对于定长数组,在发布版本中性能是相同的(相对于vector<>),但在调试版本中,根据我的经验,低级数组的优势是20倍(MS Visual Studio 2015, c++ 11)。
因此,如果您(或您的同事)倾向于在数组使用中引入错误,那么支持STL的“节省调试时间”参数可能是有效的,但如果您的调试时间主要用于等待代码运行到您当前正在处理的位置,以便您可以逐步检查它,则可能不是有效的。
处理数字密集型代码的有经验的开发人员有时属于第二组(特别是如果他们使用vector:))。
选择STL。没有性能损失。这些算法非常高效,它们在处理我们大多数人不会想到的细节方面做得很好。
应该避免使用带有new的c++数组(即使用动态数组)。这里有一个问题,你必须跟踪大小,你需要手动删除它们,做各种各样的家务。
在堆栈上使用数组也是不鼓励的,因为您没有范围检查,并且传递数组将丢失关于其大小的任何信息(数组到指针的转换)。在这种情况下,应该使用std::array,它将c++数组包装在一个小类中,并提供一个size函数和迭代器来迭代它。
现在,std::vector vs.原生c++数组(取自互联网):
// Comparison of assembly code generated for basic indexing, dereferencing,
// and increment operations on vectors and arrays/pointers.
// Assembly code was generated by gcc 4.1.0 invoked with g++ -O3 -S on a
// x86_64-suse-linux machine.
#include <vector>
struct S
{
int padding;
std::vector<int> v;
int * p;
std::vector<int>::iterator i;
};
int pointer_index (S & s) { return s.p[3]; }
// movq 32(%rdi), %rax
// movl 12(%rax), %eax
// ret
int vector_index (S & s) { return s.v[3]; }
// movq 8(%rdi), %rax
// movl 12(%rax), %eax
// ret
// Conclusion: Indexing a vector is the same damn thing as indexing a pointer.
int pointer_deref (S & s) { return *s.p; }
// movq 32(%rdi), %rax
// movl (%rax), %eax
// ret
int iterator_deref (S & s) { return *s.i; }
// movq 40(%rdi), %rax
// movl (%rax), %eax
// ret
// Conclusion: Dereferencing a vector iterator is the same damn thing
// as dereferencing a pointer.
void pointer_increment (S & s) { ++s.p; }
// addq $4, 32(%rdi)
// ret
void iterator_increment (S & s) { ++s.i; }
// addq $4, 40(%rdi)
// ret
// Conclusion: Incrementing a vector iterator is the same damn thing as
// incrementing a pointer.
注意:如果你用new分配数组,并分配非类对象(如纯int)或没有用户定义的构造函数的类,并且你不想让你的元素初始化,使用new-allocated数组可以有性能优势,因为std::vector在构造时将所有元素初始化为默认值(例如int为0)(感谢@bernie提醒我)。