c++ - 方括号[]和括号()之间的 Armadillo 库区别

Question

Armadillo库为element access提供了3种方法:

通过();

通过[];

通过at();

我注意到在使用每种工具时，性能都有差异。我测试了以下代码:

size_t n_row = 500, n_col = 500;

{ // ()
    wall_clock timer;
    mat matrix(n_row, n_col, fill::zeros);
    timer.tic();
    for (size_t i = 0; i < n_row; i++){
        for (size_t j = 0; j < n_col; j++){
            matrix(i, j) = i+j;
        }
    }
    std::cout << timer.toc() << std::endl;
}

{ // []
    wall_clock timer;
    mat matrix(n_row, n_col, fill::zeros);
    timer.tic();
    for (size_t i = 0; i < n_row; i++){
        for (size_t j = 0; j < n_col; j++){
            matrix[i, j] = i+j;
        }
    }
    std::cout << timer.toc() << std::endl;
}

{ // .at()
    wall_clock timer;
    mat matrix(n_row, n_col, fill::zeros);
    timer.tic();
    for (size_t i = 0; i < n_row; i++){
        for (size_t j = 0; j < n_col; j++){
            matrix.at(i, j) = i+j;
        }
    }
    std::cout << timer.toc() << std::endl;
}

结果是:

通过() 0.0008秒；

通过[] 0.0003秒；

通过at() 0.0007秒；

任何人都可以评论给定的结果吗？
我使用Windows 10 x64，MSVC 2017， Release模式，Qt 5.14.2
我在 #define ARMA_NO_DEBUG中设置了 config.hpp

Answer 1

答案主要在您提供的链接中:

“

” .at(n)或[n]与(n)一样，但没有边界检查。除非代码经过彻底调试，否则不建议使用。

因此，答案的第一部分是.at(n)和[n]的速度可能比(n)稍快，但安全性较弱，这也许就是为什么()访问在测试中花费时间最长的原因。

但是[n]和.at(n)是相同的，并且您看到的时间差异与运行或定时测试的方式相同。这并不奇怪，因为基准测试非常困难，这不仅仅是在您执行操作时以一定的时间循环运行某些内容的问题。 (实际上，这甚至可能是您使用()看到的时差的真正原因。)

此约定与STL容器令人困惑地不同:通常不选中[]并检查.at()，而根本不存在用于索引的()。

也有(i,j)和.at(i,j)以及(i,j,k)和.at(i,j,k)，但没有[i,j]或[i,j,k]。

因此，.at()和[]似乎重复存在的原因是[]不能用于多个索引(但是对于一索引的情况仍然可用，因为它比.at()更为自然)。

链接中未提及，但这是因为C++不允许使用多个参数重载operator[]函数，因此，它最终总是会被解释为[(i,j)]，最终会被评估为[i]-会对j进行评估(例如，对其进行评估)是一个函数调用)，但随后被丢弃!

实际上，检查索引访问在大多数应用程序中极不可能成为瓶颈，并且在许多情况下，无论如何编译器都可能对其进行了完全优化(至少在 Release模式下如此)。因此，我的建议是始终使用圆括号 mat(ind)表示法。