Question

我们为什么要使用vector<char>代替vector<bool>？ vector<char>更快的原因是什么？

Answer 1

std::vector<bool>是std::vector<T>的专业化，主要用于提高空间效率（有争议）。但是，它的行为与常规std::vector<T> 的行为相似但不相同。这主要归因于std::vector<bool>不是通常的C ++标准库意义上的容器，而是一个位数组。 std::vector<bool>和常规std::vector之间的一些差异是：

std::vector<bool>::iterator不是随机访问迭代器。
std::vector<bool>不需要将其元素存储为连续数组。
std::vector<bool>公开class std::vector<bool>::reference作为访问单个位的方法。特别是，此类的对象由operator[]，std::vector<bool>::front，std::vector<bool>::back按值返回。
std::vector<bool>不使用std::allocator_traits::construct来构造位值。
std::vector<bool>不保证同一容器中的不同元素可以由不同的线程同时修改。
std::vector<bool>有不同的界面（即flip()）

除了将std::vector的概念含义打破为连续容器之外，这些差异也会破坏用户代码，特别是当此代码是通用的（即模板代码）时。

澄清以下例子：

template<class T> void foo(std::vector<T> &v) {
 T &frnt = v.front();
 ...
}

以上示例适用于T以外的每个T = bool。如前所述，失败的原因是v.front()的返回值是临时的（按值返回），因此无法绑定到引用。

为避免这种破坏，许多程序员避免使用std::vector<bool>而更喜欢使用std::vector<char>。由于引起的许多问题，许多人都说使用std::vector<bool>可能被视为过早优化。为解决这个问题，许多杰出的C ++社区成员提出了建议。其中一个提议建议以不同的名称删除std::vector<bool>，它不会引用C ++标准库容器。

现在到时间性能问题，std::vector<bool>的主要问题是其各自的std::algorithm算法未针对它进行优化。因此，虽然你可以通过使用它获得空间，但它的使用可能会导致非常显着的速度悲观。

参考书目

Answer 2

vector<bool>是一个位数组。 vector<char>是一个字节数组。前者使用较少的空间来换取更复杂的索引操作。

vector<char>实际上是否更快可能是架构的功能，尤其是缓存。如果您的vector<bool>完全适合x86_64上的L1缓存，则可能比vector<char>更快。

如果表现很重要，通常的建议适用于衡量您申请表现的效果。

Answer 3

我们为什么要使用vector<char>代替vector<bool>？

通常，您不希望更喜欢vector<char>。

vector<char>更快的原因是什么？

通常，vector<char>往往会变慢。

让我们讨论vector<bool>的缺点。

cppreference:同一容器中的不同元素可以由不同的线程同时修改，但std::vector<bool>
的元素除外

如果需要同时修改同一容器中的单独元素，则std::vector<bool>必须受锁保护，而vector<char>则不受保护。 vector<char>的简单代码是一个明显的优势，假设高并行性可能更有效。如果您确实有这种情况，请不要忘记考虑虚假共享，但不要忘记测量。

霍华德·亨南特写了一篇article来讨论vector<bool>的利弊。简短版的专业人士：

如果正确实施，通常会对bool数据结构数组进行空间和速度优化。

缺点的简称：

然而，它的行为并不像一个bool数组，因此不应该假装为一个。

本文的论点并不是你不应该使用vector<bool>，而是vector<bool>应该是vector的特化之外的东西，因为它不完全符合那个接口它很专业。

C ++ 11

3 个答案:

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