在 C 中使用数组或 std::vectors ，性能差距是什么？

Question

在我们的 C++ 课程中，他们建议不要再在新项目中使用 C++ 数组。据我所知，Stroustroup 本人建议不要使用数组。但是有显着的性能差异吗？

原文由 tunnuz 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

应避免将 C++ 数组与 new 一起使用（即使用动态数组）。有一个问题是您必须跟踪大小，您需要手动删除它们并进行各种整理。

也不鼓励在堆栈上使用数组，因为您没有范围检查，并且传递数组将丢失有关其大小的任何信息（数组到指针的转换）。在这种情况下，您应该使用 boost::array ，它将一个 C++ 数组包装在一个小类中并提供一个 size 函数和迭代器来迭代它。

现在 std::vector 与本机 C++ 数组（取自互联网）：

 // Comparison of assembly code generated for basic indexing, dereferencing,
// and increment operations on vectors and arrays/pointers.

// Assembly code was generated by gcc 4.1.0 invoked with  g++ -O3 -S  on a
// x86_64-suse-linux machine.

#include <vector>

struct S
{
  int padding;

  std::vector<int> v;
  int * p;
  std::vector<int>::iterator i;
};

int pointer_index (S & s) { return s.p[3]; }
  // movq    32(%rdi), %rax
  // movl    12(%rax), %eax
  // ret

int vector_index (S & s) { return s.v[3]; }
  // movq    8(%rdi), %rax
  // movl    12(%rax), %eax
  // ret

// Conclusion: Indexing a vector is the same damn thing as indexing a pointer.

int pointer_deref (S & s) { return *s.p; }
  // movq    32(%rdi), %rax
  // movl    (%rax), %eax
  // ret

int iterator_deref (S & s) { return *s.i; }
  // movq    40(%rdi), %rax
  // movl    (%rax), %eax
  // ret

// Conclusion: Dereferencing a vector iterator is the same damn thing
// as dereferencing a pointer.

void pointer_increment (S & s) { ++s.p; }
  // addq    $4, 32(%rdi)
  // ret

void iterator_increment (S & s) { ++s.i; }
  // addq    $4, 40(%rdi)
  // ret

// Conclusion: Incrementing a vector iterator is the same damn thing as
// incrementing a pointer.

注意：如果您使用 new 分配数组并分配非类对象（如普通 int ）或没有用户定义构造函数的类 ，并且 您不希望最初初始化元素，使用 new 分配的数组可以具有性能优势，因为 std::vector 在构造时将所有元素初始化为默认值（例如，0 表示 int）（感谢 @bernie 提醒我）。

原文由 Johannes Schaub - litb 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 2

对于固定长度数组，发布版本中的性能是相同的（与 vector<> 相比），但在调试版本中，根据我的经验（MS Visual Studio 2015，C++ 11），低级数组的优势是 20 倍。

因此，如果您（或您的同事）倾向于在您的数组使用中引入错误，则支持 STL 的“节省时间调试”论点可能是有效的，但如果您的调试时间主要是在等待您的代码运行到您所需要的点，则可能不是目前正在努力，以便您可以逐步完成它。

从事数字密集型代码的经验丰富的开发人员有时会属于第二组（尤其是如果他们使用向量 :)）。

原文由 lhog 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议