哪个是最快的？ boost :: multi_array还是std :: vector？

Question

哪个最快？ boost::multi_array或std::vector？ 我将（不是常数）17.179.869元素存储在3个维度中，这些元素需要非常快速且经常地在for循环内访问。表现最好的是什么？ std::vector或boost::multi_array？

（我不希望它在一秒钟内完成，但我希望它尽可能高效，因为纳秒级差异可以节省大量时间。）

Answer 1

最好的建议是自己对它进行基准测试。

在任何情况下，由于您似乎有不变的大小，因此还有其他解决方案：

• 普通C数组（例如int data[X][Y][Z]）
• 普通的一维C数组，您自己计算索引，例如X*W*H + Y*W + Z，在某些情况下可以很方便
• std::array，它基本上是一个C ++数组，其中有一些来自STL集合的同义糖
• std::vector，我猜这是第一个可以尝试的解决方案
• boost::multi_array，这意味着支持N维数组，因此它可能对您的目的而言过度杀伤，但与矢量相比可能具有更好的数据局部性。

Answer 2

这些库矢量类设计易于使用且相对故障安全。 它们在设计中的速度和它们一样快，但没有什么能比你自己做的更好（除了手工编码的装配）。 对于你所谈论的大小（2e10元素），我会更关注效率而不是用户友好性。 如果你的最内层循环对每个元素进行非常少的计算，那么你将发现索引计算占主导地位， 这建议做一些展开和指针步进。 （也许你可以指望编译器进行一些展开，但我不关心maybes。）

Answer 3

唯一可以确定的方法是同时尝试并分析代码。然而，作为一堆想法，这是我认为你会发现的。

1. 对于您正在处理的大量元素（2e10 +），对元素的访问不会像将这些元素加载到cpu缓存中的缓存压力那样重要。预取者将坐在那里试图加载这些元素，这将占用大部分时间。
2. 访问2个（或3D）非连续C数组意味着CPU必须从内存的不同部分获取内容。 boost :: multi_array通过幕后存储将其作为一个连续的块进行解决;但这样做有它自己的开销。正如@Jack所说，具有索引的普通1D数组是最好的，即使这样你也可以做一些事情以确保索引最小化。（例如memoization）
3. 你在循环中所做的工作会显着影响你的时间。分支预测器将成为最大的贡献者。如果它是一个简单的数学运算，没有if / else语句，你可能会获得最佳性能，编译器可能会优化它到SSE指令。如果你有复合类型（而不是int / float / char），那么你将不得不将它们排好以优化访问。
4. 我几乎建议，尝试两者，然后回来一个新的SO问题，你的循环写，并询问如何优化该部分。几乎总是，编译器可以给出提示，以确保它知道你的意图。

在一天结束时，试试看