C++ 修改指针中的值非常慢？

我正在处理存储在阵列中的大量数据，并试图优化访问和修改这些数据所需的时间。我使用的是窗口、C++和VS2015（发布模式）。 我运行了一些测试，但并不真正理解我得到的结果，所以我希望能得到一些帮助来优化我的代码

首先，假设我有以下课程：

class foo
{
public:
    int x;

    foo() 
    {
        x = 0;
    }

    void inc()
    {
        x++;
    }

    int X()
    {
        return x;
    }

    void addX(int &_x)
    {
        _x++;
    }

};

我首先将指向该类实例的1000万个指针初始化为相同大小的std:：vector

#include <vector>
int count = 10000000;
std::vector<foo*> fooArr;
fooArr.resize(count);
for (int i = 0; i < count; i++)
{
     fooArr[i] = new foo();
}

#包括
整数计数=10000000；
std：：载体fooArr；
fooArr.resize（计数）；
for（int i=0；i

当我运行以下代码并分析完成所需的时间时，大约需要350毫秒（就我而言，这太慢了）：

for（int i=0；iinc（）；//递增所有元素
}

为了测试增加一个整数的次数需要多长时间，我尝试了：

int x = 0;
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    x++;
}

intx=0；
for（int i=0；i

返回inc（）//仅增量第一个元素 } 我认为数组索引访问本身可能是瓶颈，但下面的代码使用X（）//集合x } 在上一个例子中，我认为编译器可能对循环本身进行了一些隐藏的优化（因为在循环的每次迭代中x的值都是相同的，所以编译器可能跳过了不必要的迭代？）。因此，我尝试了以下方法，需要350毫秒才能完成：

int x;
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    x = fooArr[i]->X(); //set x
}

int x;
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    fooArr[i]->addX(x); //increment x inside foo function
}

intx；
for（int i=0；iaddX（x）；//在foo函数中增加x
}

这一次又慢了，但可能只是因为我再次用指针递增一个整数

我也尝试了以下方法，它也会在350毫秒后返回：

for (int i = 0; i < count; i++)
{
    fooArr[i]->x++;
}

for（int i=0；ix++；
}

我被困在这里了吗？在向量中1000万个指针的范围内，~350ms是增加整数的绝对最快速度吗？还是我遗漏了一些明显的东西？我尝试了多线程（给每个线程一个不同的数组块来递增），一旦我开始使用足够的线程，这实际上需要更长的时间。也许这是因为我遗漏了其他一些明显的东西，所以现在我想远离多线程来保持简单

我也愿意尝试向量以外的容器，如果它能加快速度的话，但不管我最终使用什么容器，我都需要能够轻松地调整它的大小，删除元素，等等

---

我对C++相当陌生，所以任何帮助都会被理解的！ 让我们从CPU的角度来看。 递增一个整数意味着我在CPU寄存器中有它，只是递增它。这是最快的选择。 我得到了一个地址（vector->member），我必须将它复制到寄存器，递增，然后将结果复制回地址。最糟糕的是：我的CPU缓存充满了向量指针，而不是向量成员指针。命中太少，缓存“加油”太多。 如果我能够将所有这些成员都放在一个向量中，那么CPU缓存命中的频率就会更高。

请尝试以下方法：

int count = 10000000;
std::vector<foo> fooArr;
fooArr.resize(count, foo());

for (auto it= fooArr.begin(); it != fooArr.end(); ++it) {
   it->inc();
} 

int count=10000000；
std：：载体fooArr；
fooArr.resize（count，foo（））；
for（auto it=fooArr.begin（）；it！=fooArr.end（）；++it）{
it->inc（）；
} 

新的

正在扼杀你，实际上你不需要它，因为

调整大小

如果它的大小更大，则在末尾插入元素（检查文档：）

---

另一件事是关于使用指针，IMHO应该避免，直到最后一刻，在这种情况下是不成功的。在这种情况下，性能应该快一点，因为您可以获得更好的引用局部性（请参阅缓存局部性）。如果它们是多态的或更复杂的，则可能会有所不同。

您应该查看汇编代码，看看它在每种情况下都进行了哪些优化。具有

x=fooArr[i]>x（）的版本

可能正在优化整个循环，只是执行

x=fooArr[n-1]->x（）那个普通的整数递增测试非常可疑，它很可能被优化为一些琐碎的东西。无论如何，为什么foos不直接在向量中，没有指针呢？我可以很容易地把你的速度分类：速度慢的写38Mb的内存，速度快的写4字节的内存。问题是缓存。您的简单增量循环将被任何合适的编译器替换为x=10000000，350ms主测试=每个循环35纳秒。很容易将一个缓存未命中映射回RAM，大约每100个循环一次。请注意，整数增量循环可能已经发生，但编译器会对其进行优化。我们真的需要看看OP测试台是如何标记代码的，以及他们过去知道的设置，以确定发生了什么。@NathanOliver我的基准测试一点也不奇怪。从字面上看，循环前后都只有一个“GetTickCount（）”，然后我从第二个中减去第一个以得到毫秒数。@Tyson这让我相信编译器优化了for循环，因为它没有副作用。要确定更改
intx=0到
易失性int x=0并查看时间是否发生变化。@NathanOliver添加了“volatile”，循环现在需要250毫秒，因此您似乎是正确的。@Tyson OK。好了。编译器真的很擅长避免它认为不需要做的事情，这使得微型基准测试变得困难。我认为他没有在他的基准测试中包括实例化，因此
新的
不包括在数字中。这是一个简单循环的优化问题，打破了比较。数组（即所有“新”数组）的创建被排除在我的基准时间之外，但存储值而不是指针肯定会提供很好的加速。现在，当使用代码时，我得到100毫秒，当使用常规索引迭代循环时，我得到80毫秒。我认为我的解决办法是t
for (int i = 0; i < count; i++)
{
    fooArr[i]->x++;
}

int count = 10000000;
std::vector<foo> fooArr;
fooArr.resize(count, foo());

for (auto it= fooArr.begin(); it != fooArr.end(); ++it) {
   it->inc();
}