c++ - 提高 std::vector 的存储容量/性能

Question

我正在构建一个建模软件，我有几个关于如何获得最佳性能的问题？

1) 我应该使用 std::vector<class> 吗？或 std::vector<class*> ？ 我的类(class)相当复杂/很大，我认为使用第二个选项更好，因为 std::vector 试图连续分配内存并且可能没有连续的内存块来存储一百万 class ，但是当我只存储指针时，class不必连续存储，只需存储指针，并且计算机可能有空间来执行此操作。这个推理正确吗？

2) 正如我所说，我将拥有数百万 class ，(为了进行适当的模拟，我需要 > 十亿的 class )在这里使用继承是一件明智的事情吗？对于我的模拟，有多种不同的类型继承自同一个基类，

class A - class B 
        - class C
        - class D 

我是否应该避免继承，因为我一直听说使用继承会降低性能？

3) 另外，如何将所有这些不同的类存储在 std::vector 中？ 可以一个std::vector<base_class * >或 std::vector<base_class>存储都继承自基类的B类、C类、D类？

4) 在以前的程序版本中，我通过让不同的进程处理 std::vector 的不同部分来使用多线程，有没有更好的线程处理方法？

5) 我应该使用智能指针吗？由于我有这么多对象，它们会降低性能吗？

我正处于计划阶段，非常感谢任何帮助。

Answer 1

我每天在专业环境中处理这样的问题(我的职业是 C++ 程序员，处理大数据集)。因此，我在这里要说的既是个人建议，也是答案。我不会全力以赴处理简单的部分:

1 - 是存储指针，它比重新分配和移动时间比完整类对象快得多。

2 - 是的，如果对象具有相关信息，则使用继承，我想在这种情况下，它们很可能会按照您的考虑去做。如果他们不这样做，为什么要将它们存储在一起？

3 - 使用指向基类(父对象)的智能指针存储它们，因此您可以添加一个虚拟“get_type”函数来返回和枚举，并在需要时转换为子对象。如果您不经常需要子数据，这将节省提供多个虚拟方法的开销。

4 - 有争议，但线程化较大数组的各个部分是更简单的方法(当您处理数据的巨大复杂性时，越简单越好。

Everyone knows that debugging is twice as hard as writing a program in the first place. So if you're as clever as you can be when you write it, how will you ever debug it? ~ Brian Kernighan

5 - 使用智能指针 ( As explained in this question ) 会有一些小的惩罚，但在我看来，与易用性和复杂性损失相比，惩罚(尤其是 unique_ptr)是如此之小，这绝对是值得

把它们放在一起:

class Abstract_Parent;
std::vector<std::unique_ptr<Abstract_Parent>> Data;
enum ChildType {Child_1 = 0, Child_2 = 1};

class Abstract_Parent
{
    public:
    virtual ChildType GetType() = 0;
}   
class Child_One
{
    public:
    virtual ChildType GetType() { return Child_1; }
}   
class Child_Two
{
    public:
    virtual ChildType GetType() { return Child_2; }
}   
void Some_Function()
{
    //this is how to insert a child-object
    std::unique_ptr<Abstract_Parent> Push_me_Back(new Child_One());
    Data.Push_Back(std::move(Push_me_Back));

    if(Data[0]->GetType() == Child_1) 
    {
        Child_1 *Temp_Ptr = dynamic_cast<Child_One*> Data[0];
        Temp_Ptr->Do_Something_Specific();
    }
}