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c++ - 为什么 std::vector::operator[] 比 std::vector::at() 快 5 到 10 倍?

转载 作者:IT老高 更新时间:2023-10-28 12:29:43 31 4
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在程序优化过程中,试图优化一个遍历 vector 的循环,我发现以下事实:::std::vector::at() 比 operator[] 慢得多!

在发布和调试版本 (VS2008 x86) 中,运算符[] 比 at() 快 5 到 10 倍

在网上阅读了一下,我意识到 at() 具有边界检查功能。好的,但是,最多会减慢 10 倍的操作速度?!

有什么理由吗?我的意思是,边界检查是一个简单的数字比较,还是我遗漏了什么?
问题是这种性能下降的真正原因是什么?
此外,有什么方法可以让它更快

我肯定会在其他代码部分(其中我已经有自定义边界检查!)中将所有 at() 调用与 [] 交换。

概念证明:

#define _WIN32_WINNT 0x0400
#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <windows.h>

#include <conio.h>

#include <vector>

#define ELEMENTS_IN_VECTOR 1000000

int main()
{
__int64 freq, start, end, diff_Result;
if(!::QueryPerformanceFrequency((LARGE_INTEGER*)&freq))
throw "Not supported!";
freq /= 1000000; // microseconds!

::std::vector<int> vec;
vec.reserve(ELEMENTS_IN_VECTOR);
for(int i = 0; i < ELEMENTS_IN_VECTOR; i++)
vec.push_back(i);

int xyz = 0;

printf("Press any key to start!");
_getch();
printf(" Running speed test..\n");

{ // at()
::QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*)&start);
for(int i = 0; i < ELEMENTS_IN_VECTOR; i++)
xyz += vec.at(i);
::QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*)&end);
diff_Result = (end - start) / freq;
}
printf("Result\t\t: %u\n\n", diff_Result);

printf("Press any key to start!");
_getch();
printf(" Running speed test..\n");

{ // operator []
::QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*)&start);
for(int i = 0; i < ELEMENTS_IN_VECTOR; i++)
xyz -= vec[i];
::QueryPerformanceCounter((LARGE_INTEGER*)&end);
diff_Result = (end - start) / freq;
}

printf("Result\t\t: %u\n", diff_Result);
_getch();
return xyz;
}

编辑:
现在该值被分配给“xyz”,因此编译器不会“删除”它。

最佳答案

原因是未经检查的访问可能可以通过单个处理器指令完成。检查访问还必须从内存中加载大小,将其与索引进行比较,并且(假设它在范围内)跳过条件分支到错误处理程序。可能有更多的事情来处理引发异常的可能性。这会慢很多倍,这正是您有两种选择的原因。

如果您无需运行时检查就可以证明索引在范围内,则使用 operator[]。否则,请使用 at(),或在访问前添加您自己的检查。 operator[] 应该或多或少尽可能快,但如果索引无效就会爆炸。

关于c++ - 为什么 std::vector::operator[] 比 std::vector::at() 快 5 到 10 倍?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/3269809/

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