矢量与列表插入性能[关闭]答案

【问题标题】：vector vs list insert performance [closed]矢量与列表插入性能[关闭]
【发布时间】：2014-05-18 05:11:59
【问题描述】：

我刚刚观看了 Herb Sutter 关于各种 STL 容器性能的演示（请参阅 http://channel9.msdn.com/Events/Build/2014/2-661 上的第 46 分钟）。看起来std::vector 比std::list 更快，即使是在中间插入，这看起来像是一个很大的NO-NO 首先......他的解释是这是因为std::vector 中的连续内存分配而发生的，并且因为线性横向似乎超级快。我现在很好奇，有没有人在实际代码中观察到两者之间的明显性能差异？我不是专业程序员，我只是在笔记本电脑上测试了一个简单的例子，似乎std::vector 的插入速度确实比std::list 快。不过这似乎有点奇怪......我想了解为什么向量在 STL 实现中更快，

【问题讨论】：

你到底在哪里插入？如果您向我们展示您的基准程序，它会更容易解释。
不，我的意思是你在列表的前面插入？在后面？在随机位置？正好在中间？
在size()/2，所以在中间，这就是为什么我很困惑......
如果没有您的平台、编译器、优化级别、元素类型的详细信息，这个问题完全没有意义......
std::list 和其他基于节点的容器的一个重要问题是缓存使用率低。现代处理器的速度比内存快得多，以至于数据访问组织不当会导致 CPU 花费更多时间等待而不是做有用的工作。

标签： c++ performance c++11 vector stl

【解决方案1】：

由于您没有提供代码示例，我将提供一些可能的原因。

std::list per insert 执行一次动态内存分配，动态内存分配是一项昂贵的操作。 std::list 也需要花费 O(n/2) 时间才能找到中间元素，因为它必须跟随指针而不是只做一个指针相加。
std::vector 将需要将列表末尾的所有元素向右移动，这可能与 std::list 的遍历时间相似或更快。此外，std::vector 在容量用完时往往会翻倍，因此它仅使用 O(log n) 重新分配，而 O(n) 分配给 std::list。

如果您开始测量每个容器的更大尺寸，我认为您可能会了解有关复制成本与遍历成本的有趣信息。例如，2000 万个元素。

此外，正如 LightnessRacesinOrbit 正确指出的那样，O(1) 仅表示恒定时间，而 O(n) 表示与输入大小成正比的时间，但这些时间界限不一定转化为实际测量的时间，尤其是对于小型输入，因为O(1) 时间可能隐藏了一个大常数。

但是，我认为对于这个特殊问题，列表遍历可能是罪魁祸首，因为它会导致 O(n) 遍历时间以便插入到列表中间。

【讨论】：

啊，好吧，我认为你是对的。时间基本上是遍历列表，而不是插入本身......因为插入应该是 O(1)。谢谢！但我认为这应该在 C++ 书籍中指出，即使是 Josuttis STL 书籍 cppstdlib.com 也错误地对待它。
@vsoftco，不客气。
@vsoftco：带有O(1)插入的容器不会自动意味着在x位置插入元素客观上会更快在所有情况下，都比带有 O(n) 插入的容器。一点也不。算法复杂度是关于计算时间相对于n的增长，而不是绝对比较。如果常数因子是 3 小时，那么常数时间复杂度对您没有多大帮助。
@merlin2011：与 OP 交谈
是的，我明白，我知道常量可以在大 O 表示法中产生巨大的差异，我并不是想学究气，但如果使用 std::vector 似乎比使用 @ 更好，我只是好奇987654338@，至少对于少量元素。