Question

我用3种不同的方式在C ++中实现了Insertion Sort。一个使用基本的C数组，一个使用向量，一个使用迭代器：

void insertionsort_array(int *arr, size_t length)
{
    for (int i = 1; i < length; i++)
        for (int k = i; k > 0 && arr[k] < arr[k-1]; k--)
            swap(arr[k], arr[k-1]);
}

template<typename T>
void insertionsort_vector(vector<T>& arr)
{
    for (int i = 1; i < arr.size(); i++)
        for (int k = i; k > 0 && arr[k] < arr[k-1]; k--)
            swap(arr[k], arr[k-1]);
}

template<class IterType>
void insertionsort_iterator(IterType iter, IterType end)
{
    for (IterType edge = iter + 1; edge != end; ++edge) 
        for (IterType ptr = edge; ptr != iter && *ptr < *(ptr-1); --ptr) 
            swap(*ptr, *(ptr-1));
}

我希望这些函数的运行时间会有所不同。然而，情况并非如此（与GCC -O0的时间安排）：

// array
Sorting 1000000 lists of length 10:    2605531 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   1268442 usec
Sorting     500 lists of length 1000:   787731 usec
Sorting       5 lists of length 10000:  759133 usec

// vector
Sorting 1000000 lists of length 10:    2888354 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   2031675 usec
Sorting     500 lists of length 1000:  1604312 usec
Sorting       5 lists of length 10000: 1603279 usec

// iterator
Sorting 1000000 lists of length 10:    3003877 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   4150561 usec
Sorting     500 lists of length 1000:  3829943 usec
Sorting       5 lists of length 10000: 3766683 usec

对于长度为10的列表，它们都具有大致相同的性能，但对于长度为10的数组，迭代器几乎比C数组差五倍。怎么会这样？

编辑：我使用-O3重新测试它，效果似乎消失了。很高兴知道我可以使用编译器优化来避免这个问题，但我仍然想了解在-O0发生的这种奇怪的行为。

// array
Sorting 1000000 lists of length 10:    802136 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   300472 usec
Sorting     500 lists of length 1000:  185330 usec
Sorting       5 lists of length 10000: 179851 usec

// vector
Sorting 1000000 lists of length 10:    955003 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   302232 usec
Sorting     500 lists of length 1000:  185034 usec
Sorting       5 lists of length 10000: 181459 usec


// iterator
Sorting 1000000 lists of length 10:    811077 usec
Sorting   50000 lists of length 100:   230852 usec
Sorting     500 lists of length 1000:  112885 usec
Sorting       5 lists of length 10000: 105739 usec

我使用-O0或-O3在GCC中编译，并且没有使用其他编译器标志。

Answer 1

没有优化，最大的区别可能来自调用operator[]等函数。当函数调用there is a lot that happens时会导致开销，并且在循环中调用时尤为重要。但是，启用优化后，所有这些函数调用都是inlined，这就是您看到差异消失的原因。请注意，现在任何编译器都应该为您提供几乎相同的性能，无论您使用的是std::vector还是普通数组。

为什么这三个排序函数具有不同的运行时间？

1 个答案: