性能 - 使用迭代器还是指针遍历向量？

Question

我正在编写一个需要尽可能发挥性能的应用程序。我的IDE（和编译器）是VS2012。

我注意到，当我迭代向量时，与迭代器相比，指针解决方案在速度上要快得多。为什么会这样呢？我的意思是，迭代器基本上是相同的东西。至少应该是。

看看这个例子：

std::vector<int> v;
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
    // Do stuff with *it
}

for (int* i = &v[0], i <= &v[v.size()-1]; i++) {
    // Do stuff with *i
}

编译器是否需要进行优化？我正在使用所有标准设置，因此已启用-O2。提前致谢。

编辑： 我正在发布中编译，并使用Ctrl+F5运行（不带调试）。

编辑2： 实际的源代码是快速排序的实现。这里是完整源代码的链接，非常简短，请查看。

- Eric

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你可能正在调试模式下编译，迭代器执行断言。 - ronag

请查看调试版本和优化版本生成的汇编代码之间的差异。 - Peter Wood

请检查您的_ITERATOR_DEBUG_LEVEL设置。 - Bo Persson

我的指针版本在快速排序的分区位上与使用迭代器的std::partition不同。我通过测量函数调用的执行时间来进行性能分析。唯一的区别是分区位，这导致迭代器的速度慢了约30％。这里有一个链接：http://pastebin.com/5KV2RWZA。 - Eric

@Eric 但是，那是完全不同的代码！ - Peter Wood

Answer 1

我正在编写一款需要尽可能快速运行的应用程序。使用性能分析工具，查看真正的瓶颈在哪里。当然，在优化代码（发布模式）中进行。

-O2不是VS2012中的全部内容：有几个#defines可以操作标准容器迭代器与边界检查和其他安全检查之间的行为。您可能需要查找它们（“checked iterators”和“secure SCL”可能会带您到正确的网站）并相应设置。

但我非常怀疑遍历容器将成为您的瓶颈，还将有其他更敏感于性能问题的代码部分。

- Arne Mertz

Answer 2

可能的一个原因是你使用的是后增迭代器而不是前增迭代器。尝试使用以下代码替代:

for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); ++it)

这可能不会提高您的速度，因为一些（也许是大多数）编译器会优化掉这个问题。然而，有时当您进行后置递增时，必须创建旧迭代器值的临时副本，以允许它在循环中返回您期望的值。无论如何，这是值得尝试的。

- Memento Mori

Answer 3

提高性能的一种简单方法是不在每次迭代中执行end方法，同时使用++it而不是it++。

例如：

std::vector<int> v;
const std::vector<int>::iterator end = v.cend();
for (std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != end; ++it) {
    // Do stuff with *it
}

- Ed Heal

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从实际测量（使用g ++，而不是VC ++），无论您使用++ i还是i ++都无关紧要。 然而，在循环之外移动对end()的调用确实会产生明显的差异。在C++11之前，使用const迭代器也可以避免类型转换（如果v.end()返回非const迭代器）。出于这些原因，我习惯编写for(std::vector<int>::const_iterator current=v.begin(), end=v.end();current!=end;++current)。 - James Kanze