静态向量比递归函数中的全局慢得多答案

【问题标题】：static vector much slower than global in recursive function静态向量比递归函数中的全局慢得多
【发布时间】：2021-08-16 12:59:12
【问题描述】：

我想使用静态变量而不是全局变量，发现它比以前慢了很多。原始代码耗时不到 0.01 秒，现在大约需要 1.6 秒。我不熟悉矢量。有没有一种简单的方法可以获得与以前相同的性能？

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <ctime>
#include <vector>
using namespace std;

vector<double> fun(double x1, double y1, double x5, double y5, int i)
{
    static vector<double> vec;
    double x2 = (2 * x1 + x5) / 3;
    double y2 = (2 * y1 + y5) / 3;
    double x3 = (x1 + x5) / 2. + (y1 - y5) / (2. * sqrt(3));
    double y3 = (-x1 + x5) / (2. * sqrt(3)) + (y1 + y5) / 2.;
    double x4 = (x1 + 2 * x5) / 3;
    double y4 = (y1 + 2 * y5) / 3.;
    if (i <= 1)
    {
        vec.push_back(x1);
        vec.push_back(y1);
        vec.push_back(x2);
        vec.push_back(y2);
        vec.push_back(x3);
        vec.push_back(y3);
        vec.push_back(x4);
        vec.push_back(y4);
        vec.push_back(x5);
        vec.push_back(y5);
    }
    else
    {
        fun(x1, y1, x2, y2, i - 1);
        fun(x2, y2, x3, y3, i - 1);
        fun(x3, y3, x4, y4, i - 1);
        fun(x4, y4, x5, y5, i - 1);
    }
    return vec;
}

int main(int argC, char** argV)
{
    clock_t t0 = clock();
    int n = 8;
    vector<double> vec = fun(0, 0, 1, 0, n);
    printf("%d\n", vec.size());
    printf("time %0.4fs\n", (clock() - t0) / 1000.0);
    return 0;
}

【问题讨论】：

通过使用静态变量，您的函数只能被调用一次。如果你想多次调用它，我建议你传递一个（引用）向量作为参数。您可以使用不带向量参数的重载来隐藏此 bu。

标签： c++ performance vector stl

【解决方案1】：

有两个因素，

次要因素是每次函数进入时，程序都会检查变量是否已经初始化（并且必须是线程安全的）
主要因素是每次调用都会返回向量的副本，即使您忽略了几乎所有的向量。（有 21,845 个向量副本，每个都涉及内存分配和释放，总共复制了 1,790,197,760 个doubles。这几乎是 15 GB。）

解决性能问题和只能解决一次问题的简单方法是将结果累积到引用参数中：

void fun(double x1, double y1, double x5, double y5, int i, vector<double>& vec)

并从fun中删除本地vec，然后在main中，

vector<double> vec;
fun(0, 0, 1, 0, n, vec);

无需进行其他更改。

【讨论】：