[性能]--- string::operator+= vs. vector<char> push_back

Question

我正在测试这两个操作之间的性能，在 G++ 4.7.3 上，string::operator+= 版本大约快 2 倍。我的简单测试：是什么原因造成如此大的差异？

g++ -O2 --std=c++11

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

class Timer {
    public:
    Timer(const std::string &label)
        :label_(label)
    {
        begin_clock_ = clock();
        cout <<label<<"- Timer starts!"<<endl;
    }
    ~Timer() {
        clock_t clock_used = clock() - begin_clock_;
        cout<<label_<<"- Clock used:"<<clock_used
        <<" Time:"<<clock_used/CLOCKS_PER_SEC<<endl;
    }
    private:
    clock_t begin_clock_;
    string label_;
};

int str(int loop)
{
    Timer t("str");
    string s;
    for(int i=0;i<loop;++i)
        s+=(i%2);
    return s.length();
}
int vec(int loop)
{
    Timer t("vec");
    vector<bool> v;
    for(int i=0;i<loop;++i)
    v.push_back(i%2);
    return v.size();
}

int main()
{
    int loop = 1000000000;
    int s1=str(loop);
    int s2=vec(loop);
    cout <<"s1="<<s1<<endl;
    cout <<"s2="<<s2<<endl;
}

Answer 1

字符串和向量都连续存储它们的内容。如果没有足够的空间来添加新元素，则必须增加容量（内存分配）并且必须将现有内容移动到新位置。

因此，性能应该在很大程度上取决于您实施的分配策略。如果一个容器在当前容量耗尽时保留更大的块，它会更有效率（更少的分配，更少的移动）。

当然，结果取决于实现。例如，在我的测试中，矢量实现比字符串变体快三分之一。

这里看效果如何：

int str(int loop)
{
    Timer t("str");
    string s;
    size_t capa = 0, ncapa, alloc = 0;   // coutners for monitoring allocations
    long long mw = 0;                    // 
    for(int i = 0; i<loop; ++i){
        if((ncapa = s.capacity()) != capa)  // check if capacity increased
        {                                              // 
            capa = ncapa; alloc++; mw += s.size();     //
        }                                              //
        s += (i % 2);
    }
    cout << "allocations: " << alloc << " and elements moved: " << mw << endl;
    return s.length();
}

例如，在我的编译器上，对于字符串，我得到的容量为 2、4、8……而对于向量，它立即从 32,64 开始，……

现在，这并不能解释全部。如果您想查看性能的哪一部分来自分配策略以及其他因素，您可以在开始添加任何内容之前简单地预分配您的字符串（s.reserve(loop);）和您的向量（v.reserve(loop);）元素。

[性能]--- string::operator+= vs. vector<char> push_back

[ performance]--- string::operator+= vs. vector<char> push_back

c++

string

gcc

vector

char