Question

在C ++ Primer中发现以下语句

由于向量有效增长，因此通常是不必要的，并且可以导致性能较差-定义特定大小的向量。此规则的例外情况是，如果所有元素实际上都需要相同的值。如果需要不同的元素值，通常会更大定义空向量并将元素添加为值的效率很高需要在运行时知道。

我对此有疑问，如果您事先保留了内存，那么就不需要重新分配（这被认为是一个较慢的过程）。那么如何使用push_back带来更好的性能呢？

Answer 1

我认为作者正在比较以下两种情况：

int n = ...;
std::vector<...> v(n);
for (auto& x : v) x = some_value_known_at_runtime;

和

int n = ...;
std::vector<...> v;
for (int i = 0; i < n; i++) v.push_back(some_value_known_at_runtime);

第一种情况是使用vector默认构造的元素构造n，然后再分配它们；这可能会导致性能下降。

当然，您可以在第二种情况下使用reserve，这样可以避免重新分配并提高效率；如果可以提前知道元素的数量。

int n = ...;
std::vector<...> v;
v.reserve(n);
for (int i = 0; i < n; i++) v.push_back(some_value_known_at_runtime);

Answer 2

这取决于您在默认构造函数中所做的工作。如果您的对象在默认构造函数中做一些昂贵的事情，则您的程序可以在向量分配中冻结一会儿。相反，push_back将为每个对象一次并递增（或及时）调用副本构造函数。那可能更快。

但是，重新分配和批量复制可能也很昂贵，特别是如果您的对象是许多对象的组合，依此类推，那么在这种情况下，只有概要分析可以说出最好的方法。

另一方面，如果默认构造函数不执行任何操作，则在大多数情况下避免重新分配将是胜利。

Answer 3

我在C ++入门中看到了这一说法，他在以下情况中如此说道。

// read words from the standard input and store them as elements in a vector 
string word;
vector<string> text; // empty vector
while (cin >> word) {
    text.push_back(word); // append word to text 
}

这里的向量每次都以不同的值增长大小。

他还说的是“经常不必要”而不是“总是”。我对它进行了已知次数的测试，并且在所有情况下储备金的表现都更好。

请参阅下面的Vector实现代码片段，以便更好地理解。

template<typename T> 
class Vector {
    T∗ elem;  // pointer to first element
    T∗ space; // pointer to first unused (and uninitialized) slot 
    T∗ last;  // pointer to last slot
public: 
    // …
    int size();      // number of elements (space-elem)
    int capacity();  // number of slots available for elements (last-elem)
    // ...
    void reserve(int newsz); // increase capacity() to newsz
    // ...
   void push_back(const T& t); // copy t into Vector
};

template<typename T>
void Vector<T>::push_back(const T& t) { 
    if (capacity()<size()+1)            // make sure we have space for t 
        reserve(size()==0?8:2∗size());  // double the capacity 
    new(space){t};                      // initialize *space to t 
    ++space; 
}

Answer 4

没有什么要考虑的。

您是否经常使用一个和相同的向量，我的意思不是5或10次，而是数千次。原因是您想尽可能地重用该对象，以避免不必要的分配和释放。为此，您可以使用clear

向量有可能总是具有一定数量的元素，那么您可以使用reserve命令预分配元素。

通常，如果您将向量作为永久存储，而很少更改内容，则不要理会这些内容。

使用push_back分配内存与构造特定大小的向量

4 个答案: