Question

Bjarne Stroustrup在他的“C ++编程语言”（第4版）一书中指出：

请注意，vector通常是（令人惊讶的是，除非你了解机器架构）比list更高效短元素的小序列（即使是insert()和erase()）。

他没有详细说明，所以我想知道为什么它是真的，大致有多短这些序列（即元素的数量）？

Answer 1

......大致有多短这些序列

正确的答案是：你必须衡量。

这取决于您在容器中存储的内容，构建，复制和移动的类型，它的大小以及访问和插入模式的费用。

它也会因机器和编译器而异。

回答问题的第一部分：

...所以我想知道为什么这是真的......

在这种情况下，它的真实之处在于，矢量的连续且最小填充的存储器布局与现代CPU协作得更好。缓存子系统而不是列表。

vector
- 您的循环可能类似于
```
for (size_t i=0; i < v.size(); ++i) {
```
  其中v.size()通常只能被调用一次，并且i和v[i+1]都适合寄存器。如果其他依赖项允许，分支预测可以很好地允许多个连续迭代运行交错，保持指令管道已满
- 您的下一次访问（v[i]）可能已在缓存中，因此非常快。它与list或同一个缓存行位于同一缓存行中，顺序读取相对容易预取
- 但是，您的许多值都适合缓存行，即每个缓存行获得的值。在它们之间没有（不必要的）填充，因此没有不必要的缓存未命中
for (list::const_iterator i=l.begin(); i != l.end(); ++i) {
- 您的循环可能类似于
```
i
```
  其中*++i的每个连续值必须从内存加载（通过前一节点的指针）
- 您的下一次访问（{{1}}）可能已在缓存中，但是：
- 但是你的许多值都适合缓存行，更少的列表节点适合：至少有两个指针（单链表中有一个）的开销。如果您的值与指针的大小相同（我们讨论的是小值），则使用列表在缓存行中获得的数量减少三分之一，从而使缓存未命中数增加三倍。
- 另请注意，下一次迭代的推测性执行取决于加载值而不是递增寄存器：此处的缓存未命中本身不仅较慢，而且还会拖延推测性执行

Answer 2

我认为这是因为列表使用动态方法来扩展列表（可能指向下一个列表，以便您可以轻松地插入特定位置而无需重新排列内存）。矢量实际上是一个简单的数组，带有一些很好的糖涂层，使其更易于使用（如果使用正确的函数，可选择例外的边界问题）。

基本上，当你实例化一个向量时，它会分配一个类型为T的小数组。当你在最后推送一个新项时，它只是将值写入已经分配的空间，如果你还没有增长太大了。但是，当您添加到列表时，它必须分配内存并将该位置存储在各种指针中（我猜这里，但链接列表的工作原理）。如果您知道矢量有多大（或者可以相当好地猜测），那么它非常有效。但是，一旦超出它的基础数组的大小，它就必须为新放大的数据结构重新分配内存，然后复制所有内容。对于向大尺寸生长载体而言，这是非常昂贵的。在我的脑海中，向量成倍增长，因此在几次失败后故障的数量会减少，但它仍然非常昂贵。

当元素数量很少时，为什么向量优于列表？

2 个答案: