c++ - 如何优化在频繁调用的函数中将大型 std::unordered_map 重用为临时函数？

Question

用一个工作示例简化了问题:我想多次重用 std::unordered_map(我们称它为 umap)，类似于以下虚拟代码(它没有做任何有意义的事情)。我怎样才能使这段代码运行得更快？

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <time.h>

unsigned size = 1000000;

void foo(){
    std::unordered_map<int, double> umap;
    umap.reserve(size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        // in my real program: umap gets filled with meaningful data here
        umap.emplace(i, i * 0.1);
    }
    // ... some code here which does something meaningful with umap
}

int main() {

    clock_t t = clock();

    for(int i = 0; i < 50; i++){
        foo();
    }

    t = clock() - t;
    printf ("%f s\n",((float)t)/CLOCKS_PER_SEC);

    return 0;
}

在我的原始代码中，我想在 umap 中存储矩阵条目。每次调用 foo 时，键值从 0 到 N 开始，每次调用 foo 时 N 可以不同，但​​索引有 10M 的上限。此外，值可以不同(与此处始终为 i*0.1 的虚拟代码相反)。

我试图让 umap 成为一个非局部变量，以避免在每次调用中重复分配 umap.reserve() 的内存。这需要在 foo 的末尾调用 umap.clear()，但事实证明这实际上比使用局部变量要慢(我测量过)。

Answer 1

我不认为有任何好方法可以直接完成您正在寻找的东西——即您不能在不清除 map 的情况下清除 map 。我想你可以预先分配一些 map ，并且只使用它们中的每一个一次作为“一次性 map ”，然后在你的下一次调用中继续使用下一张 map ，但我怀疑这会给你任何整体加速，因为在它结束时你必须立即清除所有它们，并且在任何情况下它都会非常占用 RAM 并且对缓存不友好(在现代 CPU 中，RAM 访问通常是性能瓶颈，因此最大限度地减少缓存未命中数是提高效率的方法)。

我的建议是，如果清除速度如此重要，您可能需要完全放弃使用 unordered_map，而是使用更简单的东西，例如 std::vector——在这种情况下，您可以简单地保留 vector 中有效项的数量整数，而“清除” vector 只是将计数设置回零的问题。 (当然，这意味着您牺牲了 unordered_map 的快速查找属性，但也许您在计算的这个阶段不需要它们？)