vector性能调优之resize与reserve
vector的resize与reserve
reserve()函数为当前vector预留至少共容纳size个元素的空间.(译注:实际空间可能大于size)
resize() 函数( void resize( size_type size, TYPE val ) )改变当前vector的大小为size,且对新创建的元素赋值val
(翻译:
调整容器大小以包含count元素。
如果当前大小大于count,则容器将被缩减为其第一个count元素,就像重复调用pop_back()一样。
如果当前大小小于count,则附加元素并用值的副本初始化。)
resize和reserve函数本质都涉及了vector的内存存储空间,因为vector在内存中是连续存放的,所以当resize的空间大于现有的存储空间(capacity() 函数 返回当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量.)时,会重新选择更大的空间,并将所有元素复制过去。resize在初始化内存容量时有对值的初始化,所以此时push_back会产生size+1,内存容量不够,重新寻找更大的内存空间并复制所有元素,所以这个过程是很费事的。
void testResize(){
vector<int> vector1;
vector1.resize(10);
vector1.push_back(1);
vector1.push_back(2);
vector1.push_back(3);
cout<<"vector1的长度:"<<vector1.size()<<endl;//vector1的长度:13
for_each(vector1.begin(),vector1.end(),[](int x){cout<<x<<" ";});//0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 3
cout<<endl<<"当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量:"<<vector1.capacity()<<endl;//20
}
void testReserve(){
vector<int> vector1;
vector1.reserve(10);
vector1.push_back(1);//vector1的长度:3
vector1.push_back(2);//1 2 3
vector1.push_back(3);
cout<<"vector1的长度:"<<vector1.size()<<endl;//vector1的长度:3
for_each(vector1.begin(),vector1.end(),[](int x){cout<<x<<" ";});// 1 2 3
cout<<endl<<"当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量:"<<vector1.capacity()<<endl;//10
}
插入测试
接下来探讨插入的效率的实例,分别尝试在插入大数据3.8GB和小数据380MB时,各种情况的实现。
(1)push_back直接插入
结论:费事,在插入的过程中,不断寻找“庇护所”,不断“迁移大本营”,舟车劳顿效率低下
void testPushBack_bigsize(){
vector<int> vector1;
clock_t start = clock();
for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) {//3814MB
vector1.push_back(i);
}
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:42s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000000 capacity:1073741824
clock_t start2 = clock();
vector1.push_back(1);
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start2)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:0s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000001 capacity:1073741824
}
(2)先reserve在push_back
结论:先分配空间再进行后续处理,能够有效的减少插入时间的损耗,耗时占原插入方式的1/3到1/2之间。
void testPushBack_byReserve_bigsize(){
vector<int> vector1;
vector1.reserve(1000000000);//3814MB
clock_t start = clock();
for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) {
vector1.push_back(i);
}
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:17s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000000 capacity:1000000000
clock_t start2 = clock();
vector1.push_back(1);
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start2)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:76s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000001 capacity:2000000000
}
void testPushBack_byReserve_smallsize(){
vector<int> vector1;
vector1.reserve(100000000);//381MB
clock_t start = clock();
for (int i = 0; i < 100000000; ++i) {
vector1.push_back(i);
}
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:1s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:100000000 capacity:100000000
clock_t start2 = clock();
vector1.push_back(1);
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start2)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:2s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:100000001 capacity:200000000
}
(2)先resize在利用坐标进行赋值(相当于插入)
结论:在分配空间时直接对空间进行初始化,赋予初值,极大提升了存储的速率。但是在resize后进行push_back是不明智的选择。
void testinsert_byResize_bigsize(){
vector<int> vector1;
vector1.resize(1000000000);
clock_t start = clock();
for (int i = 0; i < 1000000000; ++i) {
vector1[i]=i;
}
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:3s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000000 capacity:1000000000
clock_t start2 = clock();
vector1.push_back(1);
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start2)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:66s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:1000000001 capacity:2000000000
}
void testinsert_byResize_smallsize(){
vector<int> vector1;
vector1.resize(100000000);
clock_t start = clock();
for (int i = 0; i < 100000000; ++i) {
vector1[i]=i;
}
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:0s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:size:10000000 capacity:10000000
clock_t start2 = clock();
vector1.push_back(1);
cout <<"共耗时:"<< (clock() - start2)/ CLOCKS_PER_SEC <<"s"<<endl;//共耗时:2s
cout <<"size:"<<vector1.size() << " capacity:" << vector1.capacity() << endl;//size:10000001 capacity:20000000
}
vector优化结论
防止reallocate内存,而导致的数据拷贝产生的额外耗时
vector在push_back的时候,如果空间不足,会自动增补一些空间,如果没有预留的空间可用
就直接申请另一块可用的连续的空间,把数据拷贝过去,然后删除旧空间,使用新空间
结果造成效率低下 。
可以通过以下两种组合来防止reallocate.
vector::resize() 使用array index,效率最高,但是需要提前知道size大小
vector::reserve()使用 push_back(),效率一般,较原生有一定提升。
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