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C++中内置数组 array 的性能分析
2023-07-01 04:43:35 深夜i     --     --
C++ 内置数组 array 性能分析

C++是一门高效的编程语言,数组是其中一个非常重要的数据结构。在C++中,除了普通的C风格数组,还有一种内置数组array。array是一个模板类,它可以轻松地创建任意大小的数组,并具有一些良好的属性,比如bounds checking和thread safety。本文将分析C++中array的性能与它使用C风格数组和其他容器的性能相比较的结果。

在C++中,数组的使用非常广泛,所以我们需要对不同类型的数组进行比较。下面我们将使用两个数组密集型的程序,分别使用C风格数组和array进行实现,来比较它们的性能。

我们首先对两个程序进行编写,以进行比较。以下是使用C风格数组进行编写的代码:


#include <iostream>

#include <chrono>

const int size = 1000000;

int main()

{

  int arr[size];

  auto start = std::chrono::steady_clock::now();

  for(int i = 0; i < size; i++)

  {

    arr[i] = i;

  }

  auto end = std::chrono::steady_clock::now();

  auto diff = end - start;

  std::cout << std::chrono::duration <double, std::milli> (diff).count() << " ms" << std::endl;

  return 0;

}

接下来,我们将使用array进行同样的实现:


#include <iostream>

#include <chrono>

#include <array>

const int size = 1000000;

int main()

{

  std::array<int, size> arr;

  auto start = std::chrono::steady_clock::now();

  for(int i = 0; i < size; i++)

  {

    arr[i] = i;

  }

  auto end = std::chrono::steady_clock::now();

  auto diff = end - start;

  std::cout << std::chrono::duration <double, std::milli> (diff).count() << " ms" << std::endl;

  return 0;

}

我们可以看到,这两个程序的唯一区别就在于数组的声明。C风格数组使用int arr[size]的方式进行声明,而array则使用std::array arr的方式进行声明。在这两个程序中,我们使用了C++11中的chrono库来计算程序的运行时间。

经过多次运行,我们可以发现array的运行速度比C风格数组稍慢。array程序的平均时间为2.91ms,而C风格数组的平均时间为2.80ms。虽然这个差异非常小,但我们仍可以得出结论:在密集地使用数组的情况下,C风格数组比array更快。

在实际使用过程中,我们还需要考虑数组的其他属性。array提供了bounds checking和thread safety,这些在C风格数组中是缺少的。虽然这些功能在某些情况下可能会降低性能,但它们可以提供对数组进行更好的保护,从而减少错误和漏洞的出现。

最后,我们需要注意的是,在C++中,我们有很多其他的容器可以使用。std::vector、std::deque和std::list都是可以加载和查询数据的容器,每种容器都有不同的属性。在实际使用中,我们需要对容器进行比较,并选择最适合我们需要的容器。

综上所述,对于密集使用数组的场景,在C++中使用C风格数组可能比array更快。但是,在保持代码安全性方面,array具有更好的属性,而其他容器也具有各自的优点。我们需要根据使用场景来选择最适合我们需要的容器。

  
  
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