Question

我一直在使用std :: vector，并且想知道我是否应该使用std :: map进行密钥查找以提高性能。

这是我的完整测试代码。

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <vector>
#include <ctime>
#include <chrono>

using namespace std;

vector<string> myStrings = {"aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee", "fff", "ggg", "hhh", "iii", "jjj", "kkk", "lll", "mmm", "nnn", "ooo", "ppp", "qqq", "rrr", "sss", "ttt", "uuu", "vvv", "www", "xxx", "yyy", "zzz"};

struct MyData {

    string key;
    int value;
};

int findStringPosFromVec(const vector<MyData> &myVec, const string &str) {

    auto it = std::find_if(begin(myVec), end(myVec),
                           [&str](const MyData& data){return data.key == str;});
    if (it == end(myVec))
        return -1;
    return static_cast<int>(it - begin(myVec));
}

int main(int argc, const char * argv[]) {

    const int testInstance = 10000; //HOW MANY TIMES TO PERFORM THE TEST

    //----------------------------std::map-------------------------------
    clock_t map_cputime = std::clock(); //START MEASURING THE CPU TIME

    for (int i=0; i<testInstance; ++i) {

        map<string, int> myMap;

        //insert unique keys
        for (int i=0; i<myStrings.size(); ++i) {

            myMap[myStrings[i]] = i;
        }
        //iterate again, if key exists, replace value;
        for (int i=0; i<myStrings.size(); ++i) {

            if (myMap.find(myStrings[i]) != myMap.end())
                myMap[myStrings[i]] = i * 100;
        }
    }
    //FINISH MEASURING THE CPU TIME
    double map_cpu = (std::clock() - map_cputime) / (double)CLOCKS_PER_SEC;
    cout << "Map Finished in " << map_cpu << " seconds [CPU Clock] " << endl;


    //----------------------------std::vector-------------------------------
    clock_t vec_cputime = std::clock(); //START MEASURING THE CPU TIME

    for (int i=0; i<testInstance; ++i) {

        vector<MyData> myVec;

        //insert unique keys
        for (int i=0; i<myStrings.size(); ++i) {

            const int pos = findStringPosFromVec(myVec, myStrings[i]);

            if (pos == -1)
                myVec.push_back({myStrings[i], i});
        }
        //iterate again, if key exists, replace value;
        for (int i=0; i<myStrings.size(); ++i) {

            const int pos = findStringPosFromVec(myVec, myStrings[i]);

            if (pos != -1)
                myVec[pos].value = i * 100;
        }
    }
    //FINISH MEASURING THE CPU TIME
    double vec_cpu = (std::clock() - vec_cputime) / (double)CLOCKS_PER_SEC;
    cout << "Vector Finished in " << vec_cpu << " seconds [CPU Clock] " << endl;
    return 0;
}

这是我得到的结果。

Map Finished in 0.38121 seconds [CPU Clock] 
Vector Finished in 0.346863 seconds [CPU Clock] 
Program ended with exit code: 0

我主要在容器中存储少于30个元素。

这是否意味着在我的情况下使用std :: vector而不是std :: map会更好？

编辑：当我在循环之前移动map<string, int> myMap;时，std :: map比std :: vector快。

Map Finished in 0.278136 seconds [CPU Clock] 
Vector Finished in 0.328548 seconds [CPU Clock] 
Program ended with exit code: 0

所以如果这是正确的测试，我猜std :: map更快。

但是，如果我将元素数量减少到10，std :: vector会更快，所以我猜它实际上取决于元素的数量。

Answer 1

我想说的是，一般情况下，矢量可能比查找地图的效果更好，但仅适用于少量数据，例如：你提到的要素不到30个。

原因是通过连续内存块进行线性搜索是访问内存最便宜的方法。映射将数据保存在随机存储器位置，因此访问它们的成本会更高一些。如果元素数量很少，这可能会发挥作用。在具有成百上千个元素的现实生活中，查找操作的算法复杂度将主导这种性能提升。

但是！您正在对完全不同的事情进行基准测试：

您正在填充地图。如果是矢量，则不执行此操作
您的代码可以执行两个地图查找：首先，查找以检查存在，第二个 [] 运算符以查找要修改的元素。这些是相对繁重的操作。您可以使用单个查找修改元素（请自行计算，检查参考！）
在每次测试迭代中，您正在执行其他繁重操作，例如每个地图/矢量的内存分配。这意味着您的测试不仅会测量查找性能，还会测量其他内容。
基准测试是一个难题，请不要自己动手。例如，有缓存加热等副作用，你必须处理它们。使用Celero，hayai或google benchmark

Answer 2

您的矢量具有恒定的内容，因此编译器无论如何都会优化您的大部分代码测量这么小的数量很少用，也没有用于测量硬编码值。

对于键查找，std :: vector比std :: map更快吗？

2 个答案: