为什么迭代器调试在调试版本中会使std :: unordered_map 200x变慢?

时间:2019-07-09 23:50:22

标签: c++ debugging visual-c++

我知道代码会慢一些,但是为什么这么慢呢?我该如何编码以避免这种速度下降?

std :: unordered_map在内部使用其他容器,而这些容器使用迭代器。构建调试时,默认情况下_ITERATOR_DEBUG_LEVEL = 2。这将打开iterator debugging。有时我的代码并没有受到太大影响,有时却运行得非常慢。

我可以通过在项目属性>> C ++ >>预处理器>>预处理器定义中设置_ITERATOR_DEBUG_LEVEL = 0来加快示例速度。但是正如this link所建议的那样,我不能在我的真实项目中这样做。就我而言,我与MSVCMRTD.lib发生冲突,该文件包含使用_ITERATOR_DEBUG_LEVEL = 2构建的std :: basic_string。我知道我可以通过静态链接到CRT来解决此问题。但是我宁愿不要修复代码,以免出现问题。

我可以做出一些改善情况的更改。但是,我只是在尝试事情而没有理解它们为什么起作用。例如,按原样,前1000个刀片将全速工作。但是,如果我将O_BYTE_SIZE更改为1,则第一个插入与其他所有对象一样慢。

Thisthisthis也有一些启发,但请不要回答我的问题。

我正在使用Visual Studio 2010(这是旧代码。)我创建了Win32控制台应用程序并添加了此代码。

Main.cpp

#include "stdafx.h"


#include "OString.h"
#include "OTHashMap.h"

#include <cstdio>
#include <ctime>
#include <iostream>

// Hash and equal operators for map
class CRhashKey {
public:
   inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash(); }
};

class CReqKey {
public:
    inline bool operator() (const OString& x, const OString& y) const { return strcmp(x.data(),y.data()) != 0; }
    inline bool operator() (const OString* x, const OString& y) const { return operator()(*x,y); }
    inline bool operator() (const OString& x, const OString* y) const { return operator()(x,*y); }
    inline bool operator() (const OString* x, const OString* y) const { return operator()(*x,*y); }
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    const int CR_SIZE = 1020007;

    CRhashKey h;
    OTPtrHashMap2<OString, int, CRhashKey, CReqKey> *code_map = 
        new OTPtrHashMap2 <OString, int, CRhashKey, CReqKey>(h, CR_SIZE);

    const clock_t begin_time = clock();

    for (int i=1; i<=1000000; ++i)
    {
        char key[10];
        sprintf(key, "%d", i);

        code_map->insert(new OString(key), new int(i));

        //// Check hash values
        //OString key2(key);
        //std::cout << i << "\t" << key2.hash() << std::endl;

        // Check timing
        if ((i % 100) == 0)
        {
            std::cout << i << "\t" << float(clock() - begin_time) / CLOCKS_PER_SEC << std::endl;
        }
    }

    std::cout << "Press enter to exit" << std::endl;
    char buf[256];
    std::cin.getline(buf, 256);

    return 0;
}

OTHashMap.h

#pragma once

#include <fstream>
#include <unordered_map>    

template <class K, class T, class H, class EQ>
class OTPtrHashMap2
{
    typedef typename std::unordered_map<K*,T*,H,EQ>                     OTPTRHASHMAP_INTERNAL_CONTAINER;
    typedef typename OTPTRHASHMAP_INTERNAL_CONTAINER::iterator          OTPTRHASHMAP_INTERNAL_ITERATOR;

public:
    OTPtrHashMap2(const H& h, size_t defaultCapacity) : _hashMap(defaultCapacity, h) {}

    bool insert(K* key, T* val)
    {
        std::pair<OTPTRHASHMAP_INTERNAL_ITERATOR,T> retVal = _hashMap.insert(std::make_pair<K*,T*>(key, val));
        return retVal.second != NULL;
    }

    OTPTRHASHMAP_INTERNAL_CONTAINER _hashMap;

private:
};

OString.h

#pragma once

#include <string>

class OString
{
public:
    OString(const std::string& s) : _string (s) { } 
    ~OString(void) {}

    static unsigned hash(const OString& s) { return unsigned (s.hash()); }
    unsigned long hash() const
    {
        unsigned hv = static_cast<unsigned>(length());
        size_t i = length() * sizeof(char) / sizeof(unsigned);
        const char * p = data();
        while (i--) {
            unsigned tmp;
            memcpy(&tmp, p, sizeof(unsigned));
            hashmash(hv, tmp);
            p = p + sizeof(unsigned);
        } 
        if ((i = length() * sizeof(char) % sizeof(unsigned)) != 0)  {
            unsigned h = 0;
            const char* c = reinterpret_cast<const char*>(p);
            while (i--)
            {
                h = ((h << O_BYTE_SIZE*sizeof(char)) | *c++);
            }
            hashmash(hv, h);
        }
        return hv; 
    }

    const char* data() const { return _string.c_str(); }
    size_t length() const    { return _string.length(); }


private:
    std::string _string;

    //static const unsigned O_BYTE_SIZE = 1;
    static const unsigned O_BYTE_SIZE = 8;
    static const unsigned O_CHASH_SHIFT = 5;

    inline void hashmash(unsigned& hash, unsigned chars) const
    {
        hash = (chars ^
                ((hash << O_CHASH_SHIFT) |
                 (hash >> (O_BYTE_SIZE*sizeof(unsigned) - O_CHASH_SHIFT))));
    }
};

1 个答案:

答案 0 :(得分:2)

我找到了足够的答案。碰撞是减速的根源。

编辑:-已将修复程序切换为boost :: unordered_map。 -

std :: unordered_map在中定义。它继承自中定义的_Hash。

_Hash包含此名称(高度缩写)

template<...> 
class _Hash
{
    typedef list<typename _Traits::value_type, ...> _Mylist;
    typedef vector<iterator, ... > _Myvec;

    _Mylist _List;  // list of elements, must initialize before _Vec
    _Myvec _Vec;    // vector of list iterators, begin() then end()-1
};

所有值都存储在_List中。

_Vec是_List迭代器的向量。它将_List划分为存储桶。 _Vec在每个存储桶的开头和结尾都有一个迭代器。因此,如果映射具有1M个存储桶(不同的键哈希),则_Vec具有2M个迭代器。

将键/值对插入地图后,通常会创建一个新存储桶。该值被推到列表的开头。密钥的哈希值是_Vec中放置两个新迭代器的位置。这是快速的,因为它们指向列表的开头。

如果存储桶已经存在,则必须在_List中的现有值旁边插入新值。这需要在列表的中间插入一个项目。现有迭代器必须更新。显然,启用迭代器调试后,这需要大量工作。该代码在中,但我没有逐步执行。


要了解工作量,我使用了一些废话散列函数,这些函数很糟糕,但是在插入时会产生很多冲突或很少发生冲突。

已添加到OString.h

static unsigned hv2;

// Never collides. Always uses the next int as the hash
unsigned long hash2() const
{
    return ++hv2;
}

// Almost never collides. Almost always gets the next int. 
// Gets the same int 1 in 200 times. 
unsigned long hash3() const
{
    ++hv2;
    unsigned long lv = (hv2*200UL)/201UL;
    return (unsigned)lv;
}

// A best practice hash
unsigned long hash4() const
{
    std::hash<std::string> hasher;
    return hasher(_string);
}

// Always collides. Everything into bucket 0. 
unsigned long hash5() const
{
    return 0;
}

已添加到main.cpp

// Hash and equal operators for map
class CRhashKey {
public:
   //inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash(); }
   //inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash2(); }
   //inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash3(); }
   //inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash4(); }
   inline unsigned long operator() (const OString* a) const { return a->hash5(); }
};

unsigned OString::hv2 = 0;

结果是惊人的。没有现实的哈希将起作用。

  • hash2-永不冲突-在15.3秒内插入1M次
  • hash3-几乎从不-在206秒内插入1M
  • hash4-最佳做法-在132秒内插入100k,随着碰撞变得越来越频繁而变得越来越慢。 1M插入将花费> 1小时
  • hash5-始终发生冲突-48秒内插入1k次插入,或在约13小时内插入1M次插入

我的选择是

  • 按照退休忍者的建议发布版本,调试符号,优化
  • 静态链接到MSVCMRTD,因此我可以关闭_ITERATOR_DEBUG_LEVEL。还可以解决其他一些类似的问题。
  • 从unordered_map更改为排序的向量。
  • 还有别的。欢迎提出建议。