c++中优化:范围for循环,提高运行速度的方法
关于下标访问/迭代器访问的速度进行了对比,关于迭代器访问时,不能改变容器容量的原理进行了说明
for循环的访问一般有两种方式:
1 下标访问
2 迭代器访问
使用迭代器访问需要注意的问题:
结论:
在范围for循环语句中,使用迭代器访问时,不能在循环体内部对容器(如vector)的元素进行添加或删除。
原因:
因为在范围for循环语句中,预存了end()的值,一旦在容器序列中添加或删除元素,end()函数的值就很可能变得无效了。
vector插入或删除元素的原理:
创建vector时,内存会按一定规则(这点以后具体展开说)预先开辟出一块大于等于实际存储容量的空间,供后续的插入和删除操作使用(大于的原因是避免改变容量时,频繁的开辟新的内存)。如果插入或删除后的vector内存大于或者小于预订规则的空间时,计算机就会重新为该vector变量重新开辟一块内存,并依据规则相应地扩大或缩小。
所以,当我们对vector进行增加或删除时,for循环预存的end()函数的值就可能会失效,即指向一个无效的空间。
当然也有一种可能:往vector中增加一个元素,增加后的内存大小没有达到重新开辟空间的要求。此时for循环预存的end()函数还是存在一个有效值的,但指向的已经不是末尾元素了。但是很多编译器为了避免可能的失效风险,对此类情况也做报错。
关于访问速度:
对于:
下标访问/迭代器/c++11新标准的迭代器
3种方式进行了测试:
1
for(int i=v.size()-1;i>=0;i--)
v[i]+1;
2
for(auto iter=v.begin();iter!=v.end();iter++)
*iter+1;
3
for(int gg:v)
gg+1;
测试结论:
1、在忽略测试环境、优化等因素影响的情况下,单从3种不同代码写法的逻辑效能上来说,下标访问方式无疑是最快的,比 i++ 迭代器后向自加访问方式快了近6倍,比++i 迭代器前向自加访问方式快4倍。在代码深层封装后,可能对上层代码效率产生巨大影响。
2、我们应该在for循环中尽量避免习惯性的书写类似:i < v.size(); i != v.end(); i++,等耗时重复的界限判断等操作和迭代器后向自加操作;
3、在Release版本下,编译器对代码的优化选项将会大大提升代码效率,使得以上不同代码写法效率趋同,但总体来说下标访问方式仍然是最快的,效率是其他几种方式的1.5~1.8倍,执行效率上的提升程度非常可观。
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