Question

在C ++ Primer第四版中，由Stanley B.Lippman，Josee Lajoie和Barbara E. Moo表示：

因为向量有效生长，通常最好让向量通过向元素值动态添加元素来增长已知的。

和

习惯于使用c或java的读者可能会期望因为vector 元素是连续存储的，最好预先分配矢量在其预期的大小。事实恰恰相反......

和

尽管我们可以预先在矢量中分配给定数量的元素，定义空向量和添加通常更有效它的元素。

假设这是正确的（作者和他们一样有信誉，一个是C ++本身的共同作者）那么任何人都可以给我一个证明这个陈述的案例，并解释原因吗？

Answer 1

取决于。

如果您不知道最终大小是多少，那么让矢量使用其分配方案进行分配（通常每次都会加倍，或者在那里的某处）。这样就可以避免为每个元素重新分配：

std::vector<int> v;

// good:
for (/* populate v */) // unknown number of iterations
{
    v.push_back(i); // possible reallocation, but not often
}

// bad:
for (/* populate v */) // unknown number of iterations
{
    v.reserve(v.size() + 1); // definite reallocation, every time
    v.push_back(i); // (no reallocation)
}

但如果你提前知道你不会重新分配，那么预先分配：

std::vector<int> v;

// good:
v.reserve(10); 
for (/* populate v */) // only 10 iterations (for example)
{
    v.push_back(i); // no reallocations
}

// not bad, but not the best:
for (/* populate v */) // only 10 iterations (for example)
{
    v.push_back(i); // possible reallocation, but not often (but more than needed!)
}

Answer 2

可以。它取决于很多关于元素是什么，复制或构造它们的工作量，以及它们的数量。

如果你预先分配一个向量，你将最终调用每个元素的默认构造函数来创建空元素，然后在空格上复制该项目。如果添加元素，它可以只复制或构建元素，这可能更有效。

Answer 3

我计时这个简单的例子：

#include<iostream>
#include<vector>

int main() {

    int limit = 100 * 1000 * 1000;
    std::vector<long> my_vec;
    my_vec.reserve(limit); // comment out this line to not preallocate

    for (int i=0; i < limit; i++) {
        my_vec.push_back(i);
    }

    long my_sum = 0;
    for (int i=0; i < limit; i++) {
        my_sum += my_vec[i];
    }

    std::cout << my_sum << std::endl;
    return 0;
}

遵守：

g++ -std=c++11 -O2 my_file.cpp -o my_exec

发现差异很大：

没有预分配：

real    0m3.366s
user    0m1.656s
sys     0m1.660s

预先分配：

real    0m1.688s
user    0m0.732s
sys     0m0.936s

我的结论是：如果构建向量是程序的重要组成部分，那么预先分配效率是有道理的。然而，不可能一次又一次地构建更大的矢量，因此它很少是瓶颈。但是，除了预分配外，使用reserve()还有其他优点。

C ++编程语言中的Bjarne Stroustrup（第4个补充）有这样的说法：

我在阅读时曾经小心使用reserve() 向量。我很惊讶地发现，基本上我的所有用途，调用reserve()并没有显着影响性能。默认增长战略与我的估计一样有效，所以我停了下来尝试使用reserve()提高效果。相反，我用它来提高重新分配延迟的可预测性并防止指针和迭代器失效。

预分配矢量是否更有效？

3 个答案: