std::vector<Test> 与 std::vector<Test*> 的性能答案

【问题标题】：Performance of std::vector<Test> vs std::vector<Test*>std::vector<Test> 与 std::vector<Test*> 的性能
【发布时间】：2012-06-30 21:24:13
【问题描述】：

在非 POD 数据类型的 std::vector 中，对象向量和指向对象的（智能）指针向量之间有区别吗？我的意思是编译器对这些数据结构的实现有所不同。

例如：

class Test {
   std::string s;
   Test *other;
};

std::vector<Test> vt;
std::vector<Test*> vpt;

vt 和 vpt 之间可能没有性能差异吗？

换句话说：当我定义一个vector<Test>时，编译器会在内部创建一个vector<Test*>吗？

【问题讨论】：

标签： performance pointers stl vector stdvector

【解决方案1】：

通常，无论向量中存储的类型是什么，都可以复制其实例。这意味着如果你存储一个 std::string，std::string 的实例将被复制。

例如，当您将 Type 推送到向量中时，Type 实例将被复制到位于向量内部的实例中。指针的复制会很便宜，但是，正如 Konrad Rudolph 在 cmets 中指出的那样，这不应该是您唯一考虑的事情。

对于像您的 Test 这样的简单对象，复制速度将如此之快，以至于无关紧要。

此外，在 C++11 中，移动可以避免在不需要时创建额外的副本。

简而言之：指针会被更快地复制，但复制并不是唯一重要的事情。当它成为问题（或情况需要）时，我会首先担心可维护的逻辑代码和性能。

至于您关于内部指针向量的问题，不，向量是作为数组实现的，必要时会定期调整大小。你可以在网上找到 GNU 的 libc++ 实现的vector。

答案在低于 C++ 级别时变得复杂得多。由于整个程序无法放入寄存器，因此当然必须涉及指针。不过我对这么低的级别了解得还不够多。

【讨论】：

这听起来好像使用指针更快。我声称，至少对于许多常见的使用模式来说，相反就是这种情况：使用指针较慢，因为它增加了间接性和内存管理开销。 C++11 移动赋值使这一点更加真实，但它甚至在 C++03 中也成立。
我编辑了我的问题。也许最后一行澄清了我在徘徊。
@Pietro 已更新我的答案以解决该问题并希望得到清除。
康拉德鲁道夫，你能解释一下为什么指针会变慢吗？如果列表是 list 是否需要创建新的 Test 实例并在调用 push_back 时复制该值？谢谢

【解决方案2】：

换句话说：当我定义一个向量时，编译器会在内部创建一个向量吗？

不，C++ 标准不允许这样做。以下代码是合法的 C++：

vector<Test> vt;
Test t1; t1.s = "1"; t1.other = NULL;
Test t2; t2.s = "1"; t2.other = NULL;
vt.push_back(t1);
vt.push_back(t2);
Test* pt = &vt[0];
pt++;
Test q = *pt; // q now equal to Test(2)

换句话说，向量“衰减”为数组（像访问 C 数组一样访问它是合法的），因此编译器实际上必须在内部将元素存储为数组，而不仅仅是存储指针。

但请注意，数组指针只有在向量没有被重新分配时才有效（这通常只在大小增长到超出容量时才会发生）。

【讨论】：