C++ 为什么使用MSVC 2015编译器，std:：vector：insert的工作速度比std:：copy快5倍？
我有一个简单的函数，它将字节块复制到std:：vector：C++ 为什么使用MSVC 2015编译器，std:：vector：insert的工作速度比std:：copy快5倍？,c++,C++,我有一个简单的函数，它将字节块复制到std:：vector： std::vector<uint8_t> v; void Write(const uint8_t * buffer, size_t count) { //std::copy(buffer, buffer + count, std::back_inserter(v)); v.insert(v.end(), buffer, buffer + count); } v.reserve(<buffer s
std::vector<uint8_t> v;
void Write(const uint8_t * buffer, size_t count)
{
//std::copy(buffer, buffer + count, std::back_inserter(v));
v.insert(v.end(), buffer, buffer + count);
}
v.reserve(<buffer size>);
v.resize(0);
Write(<some buffer>, <buffer size>);
我试着用MSVC 2015编译这段代码，启用和禁用了优化，得到了相同的结果
std:：copy或std:：back_插入器实现似乎有些奇怪。标准库实现是在考虑性能的情况下编写的，但只有在启用优化时才能实现性能
尝试在关闭优化的情况下测量函数性能是毫无意义的。标准库实现是在考虑性能的情况下编写的，但只有在打开优化的情况下才能实现性能 尝试在关闭优化的情况下测量函数性能是毫无意义的。对v.insert的调用是调用容器的成员函数。成员函数知道容器是如何实现的，因此它可以做一些更通用的算法无法做的事情。特别是，当将随机访问迭代器指定的一系列值插入到向量中时，实现知道要添加多少元素，因此它可以一次性调整内部存储的大小，然后只复制元素 另一方面，使用insert迭代器调用std:：copy必须为每个元素调用insert。它不能预先分配，因为std:：copy使用序列，而不是容器；它不知道如何调整容器的大小。因此，对于向量中的大型插入，每次向量已满且需要新的插入时，内部存储都会调整大小。重新分配的开销是按固定时间摊销的，但该常数比仅进行一次调整时的常数大得多 谢天谢地，@ChrisDrew，由于我忽略了对reserve的调用，重新分配的开销并没有那么大。但是insert的实现知道有多少个值被复制，它知道这些值在内存中是连续的，因为迭代器是指针，并且它知道这些值是可以复制的，所以它将使用std:：memcpy一次将所有的位压缩。对于std：：copy，这些都不适用；反向插入器必须检查是否需要重新分配，并且代码无法优化，因此最终会出现一个一次复制一个元素的循环，检查每个元素分配的空间是否结束。这比普通的std:：memcpy要贵得多 一般来说，算法对其访问的数据结构的内部了解越多，速度就越快。STL算法是通用的，这种通用性的开销可能比特定于容器的算法的开销更大。对v.insert的调用是调用容器的成员函数。成员函数知道容器是如何实现的，因此它可以做一些更通用的算法无法做的事情。特别是，当将随机访问迭代器指定的一系列值插入到向量中时，实现知道要添加多少元素，因此它可以一次性调整内部存储的大小，然后只复制元素 另一方面，使用insert迭代器调用std:：copy必须为每个元素调用insert。它不能预先分配，因为std:：copy使用序列，而不是容器；它不知道如何调整容器的大小。因此，对于向量中的大型插入，每次向量已满且需要新的插入时，内部存储都会调整大小。重新分配的开销是按固定时间摊销的，但该常数比仅进行一次调整时的常数大得多 谢天谢地，@ChrisDrew，由于我忽略了对reserve的调用，重新分配的开销并没有那么大。但是insert的实现知道有多少个值被复制，它知道这些值在内存中是连续的，因为迭代器是指针，并且它知道这些值是可以复制的，所以它将使用std:：memcpy一次将所有的位压缩。对于std：：copy，这些都不适用；反向插入器必须检查是否需要重新分配，并且代码无法优化，因此最终会出现一个一次复制一个元素的循环，检查每个元素分配的空间是否结束。这比普通的std:：memcpy要贵得多
一般来说，算法对其访问的数据结构的内部了解越多，速度就越快。STL算法是通用的，这种通用性的成本可能比特定于容器的算法的成本更高。使用std:：vector、v.insertv.end、buffer、buffer+count的良好实现；可实施为：
size_t count = last-first;
resize(size() + count);
memcpy(data+offset, first, count);
while ( first != last )
{
*output++ = *first++;
}
size_t count = last-first;
resize(size() + count);
memcpy(data+offset, first, count);
while ( first != last )
{
*output++ = *first++;
}
while ( first != last )
{
v.push_back( *first++ );
}
while ( first != last )
{
// push_back should be slightly more efficient than this
v.resize(v.size() + 1);
v.back() = *first++;
}
虽然理论上，编译器可以将上述方法优化为memcpy，但这是不可能的，最多您可能会将这些方法内联，这样您就不会有函数调用开销，它仍然是一次写入一个字节，而memcpy通常会使用向量指令一次复制多个字节。使用std:：vector、v.insertv.end、buffer、buffer+count的良好实现；可实施为：
size_t count = last-first;
resize(size() + count);
memcpy(data+offset, first, count);
while ( first != last )
{
*output++ = *first++;
}
size_t count = last-first;
resize(size() + count);
memcpy(data+offset, first, count);
while ( first != last )
{
*output++ = *first++;
}
while ( first != last )
{
v.push_back( *first++ );
}
while ( first != last )
{
// push_back should be slightly more efficient than this
v.resize(v.size() + 1);
v.back() = *first++;
}
虽然理论上，编译器可以将上述方法优化为memcpy，但这是不可能的，最多您可能会将这些方法内联，这样您就不会有函数调用开销，它仍然是一次写入一个字节，而memcpy通常会使用向量指令一次复制多个字节。如果使用v.reserve怎么办？请澄清：您的问题是，如果禁用所有优化，为什么一个比另一个慢？因为在这种情况下，答案是这既不是不合理的，也不是出乎意料的。。。通过你的调试器来找出为什么你真的很好奇的原因。考虑提供，这样我们就可以重现你所面临的问题。我不确定它是否相关，但std:：vector:：push_通过std:：back_插入器必须至少检查它是否每次都需要重新分配，即使您先调用reserve。std:：vector:：insert只需检查是否需要重新分配一次。对和的影响似乎更为严重。如果使用v.reserve怎么办？请澄清：您的问题是，如果禁用所有优化，为什么一个比另一个慢？因为在这种情况下，答案是这既不是不合理的，也不是出乎意料的。。。通过你的调试器来找出为什么你真的很好奇的原因。考虑提供，这样我们就可以重现你所面临的问题。我不确定它是否相关，但std:：vector:：push_通过std:：back_插入器必须至少检查它是否每次都需要重新分配，即使您先调用reserve。std:：vector:：insert只需检查是否需要重新分配一次。对和的影响似乎更严重。看不到您正在链接的书：/I我尝试使用MSVC 2015编译此代码，启用和禁用优化，得到了相同的结果。@user463035818这只是一个离题笑话：这是一本德语逻辑书哲学家，他确实提出了这个问题，但得到了肯定的回答，因为人类的心理存在着相似的法则，这些法则必须是永恒的，科学和物理定律不变且基本。看不到你链接的那本书：/我试图用MSVC 2015编译这段代码，启用和禁用了优化，得到了相同的结果。@user463035818这只是一个离题的笑话：这是一本德国哲学家的逻辑书，他在书中提出了这个问题并回答了这个问题积极地说，既然存在着类似于人类心理的规律，那么这些规律必须与科学和物理定律一样永恒、不变和基本。v.push_真的比memcpy慢5倍吗？@AlexeyStarinsky如果是的话，我不会感到惊讶，在一个简单的推回背后可能隐藏着大量的代码。请重新考虑您的解释。请特别注意，这两个实现都没有调用除memmove和new等之外的任何函数，这两个函数都被使用。@MaxLanghof他没有使用clang，他在使用MSVCTrawling通过godbolt源代码插入最终调用std:：_Copy_memmove with visualstudiois v.push_真的比memcpy慢5倍吗？@AlexeyStarinsky如果是这样的话，我不会感到惊讶，简单的push_后面可能隐藏着大量代码请重新考虑你的解释。请特别注意，两个实现都没有调用除memmove和new等之外的任何函数，这两个函数都使用。@MaxLanghof他没有使用clang，但他使用的是MSVCTrawling，通过godbolt源插入最终调用std:：_Copy_memmove with visual studioreserve没有调用，因为向量的初始容量足够大。我有点不同意拷贝不能知道插入的东西。在最新的clang中，两个版本的实际复制都不依赖于memcpy，两个版本都使用了几个memmove，但其中一个版本在展开方面更具攻击性，或者我认为是这样。请注意部件的结构相似性。这都是模板化的代码，因此通过适当的内联和优化，无论是成员函数还是自由/泛型函数，这两个函数在理论上都应该能够实现相同的性能。@MaxLanghof-我期待看到您对报告的性能差异的解释。未调用reserve，因为向量的初始容量i
这已经够大了。我有点不同意复印件，因为我不知道可以插入的东西。在最新的clang中，两个版本的实际复制都不依赖于memcpy，两个版本都使用了几个memmove，但其中一个版本在展开方面更具攻击性，或者我认为是这样。请注意部件的结构相似性。这都是模板化的代码，因此通过适当的内联和优化，无论是成员函数还是自由/泛型函数，这两个函数在理论上都应该能够实现相同的性能。@MaxLanghof-我期待看到您对报告的性能差异的解释。