通常，我想了解标准模板库在数值/科学计算代码中是否会产生性能/速度开销。
例如，将一个数组声明为
double 2dmatrix [10][10]
升级将为我带来更好的性能。
std::vector<std::vector<double> > 2dmatrix(10,std::vector<double>(10,0.0))
我也希望您能提供一些普遍的想法，例如C语言在科学计算方面是否比C++更具有性能优势。我以非常面向对象的方式使用STL编写代码，并广泛使用C++11。我开始考虑是否应该开始研究纯C语言，以便获得更快的运行速度。
欢迎分享您的想法。
考虑到其提供的抽象性，C++ 的 std::vector 是效率最高的：在堆栈上有 3 个指针，并动态分配数据，在线性增长场景下，每个元素平均进行一次重新分配（因为重新调整大小扩展了容量，比例因子为 1.5 到 2）。
使用 malloc() 和 realloc() 的 C 语言版本至少也同样昂贵，而且更加繁琐（手动调整大小等）。此外，std::vector 允许通过特殊的分配器（基于池、堆栈分配等）进行用户定义的性能调优，在 C++11 中使用起来不像在 C++98 中那么困难。
如果您不需要动态调整大小，则可以在 C 和 C++ 中编写静态数组（或者使用 C++ 中的 std::array）。
总的来说，对于高性能计算，C++ 具有更多的优化潜力，尤其是通过使用可内联的函数对象（与常规的 C 函数指针相反）进行优化。 典型的例子是排序。
int comp( const void* a, const void* b ) {
return /* your comparison here */;
}
// C style sorting
qsort( arr, LARGE_SIZE, sizeof( int ), comp );
^^^^ <---- no-inlining through function pointer
// C++11 style sorting (use hand-made function object for C++98
std::sort(std::begin(arr), std::end(arr), [](auto a, auto b) {
return comp(&a, &b);
^^^^ <----- C++11 lambdas can be fully inlined
});
std::array厉害。 - SteveLovestd::vector 留给实现足够的空间，以使用不太优化的解决方案。例如，如果 b 和 e 是随机访问迭代器，则 insert(end(), b,e) 不能保证执行最小数量的 resize/reserves（只有摊销是保证的）。 - Yakk - Adam Nevraumontstd::vector的开销包括：
在某些情况下，使用堆栈分配的数组可能更快（对于少量数据）。为此，您可以使用std::array<T, Length>。
如果您需要一个二维网格，我建议将数据分配到单个向量中：std::vector<T>(width * height);。然后，您可以编写一些帮助函数通过x和y坐标获取元素。(或者您可以编写一个包装类。)
vector<vector<int>>是最简单的反例。 - sasha.sochkastd::array是一个非常薄的包装器，用于封装原始数组，因此在优化构建中性能应该是相同的。 - Mooing Duck-O1 或更高级别编译时生成的汇编代码是相同的。 - StackedCrooked人们会说：“这取决于你在做什么。”
他们是正确的。
有一个例子在这里，其中一个使用标准库std::vector的传统设计程序通过六个阶段的性能调优，将其执行时间从每个单位工作的2700微秒减少到3.7微秒，加速比达到了730倍。
首先要做的是注意到大量时间都花费在了数组扩展和删除元素上。
所以使用了不同的数组类，大大减少了时间。
其次要注意到仍然有大量时间花费在数组相关的活动上。
所以完全消除了数组，改用链表，再次产生了大量加速。
然后其他活动也占用了剩余时间的很大一部分，例如创建和删除对象。
因此，这些对象被回收到空闲列表中，产生了另一个巨大的加速。
经过几个阶段后，决定停止尝试，因为越来越难找到改进的地方，而且速度提升已经足够。
关键是，不要仅仅选择高度推荐的东西，然后希望一切顺利。 相反，先构建它，然后像这样进行性能调优，并愿意根据你看到大部分时间花费在哪里来进行重大的数据结构设计更改。 并且要迭代它。 你可能会将存储方案从A更改为B，然后再从B更改为C。 这完全没问题。
std::array模板。它为您提供了与C语言风格数组相同的所有优点。double 2dmatrix[10][10];
// would become
std::array<std::array<double, 10>, 10> 2dmatrix;
std::array。它的性能与C风格数组完全相同，因为内部看起来像：template<typename T, int N>
struct array {
T _data[N];
};
std::array 是通过一个 T arr[N] 成员实现的。 - Xeoalloca，在这些语言中很容易意外地允许漏洞，如堆栈冲突（其中巨大的大小可以将堆栈指针跳转到其他内存区域，超过了保护页）。 - Peter Cordes
std::array<std::array<double,10>, 10>。 - juanchopanza