std :: vector reserve() i push_back() jest szybszy niż resize() i indeks tablicy, dlaczego?

Question

robię szybki test wydajności na bloku kodu

void ConvertToFloat(const std::vector<short>& audioBlock, 
        std::vector<float>& out) 
{ 
    const float rcpShortMax = 1.0f/(float)SHRT_MAX; 
    out.resize(audioBlock.size()); 
    for(size_t i = 0; i < audioBlock.size(); i++) 
    { 
     out[i] = (float)audioBlock[i] * rcpShortMax; 
    } 
} 

byłem zadowolony z prędkością ponad pierwotnego bardzo naiwnej realizacji to trwa niewiele ponad 1 ms przetworzyć 65536 próbki audio.

Jednak tylko dla zabawy próbowałem następujące

void ConvertToFloat(const std::vector<short>& audioBlock, 
        std::vector<float>& out) 
{ 
    const float rcpShortMax = 1.0f/(float)SHRT_MAX; 
    out.reserve(audioBlock.size()); 
    for(size_t i = 0; i < audioBlock.size(); i++) 
    { 
     out.push_back((float)audioBlock[i] * rcpShortMax); 
    } 
} 

Teraz pełni oczekiwana to aby nadać dokładnie taką samą wydajność jak oryginalny kod. Jednak nagle pętla pobiera teraz 900usec (tj. Jest o 100 sekund szybszy niż inne wdrożenie).

Czy ktoś może wyjaśnić, dlaczego dałoby to lepszą wydajność? Czy resize() inicjuje nowo przydzielony wektor, w którym rezerwa po prostu alokuje, ale nie tworzy? To jedyna rzecz, o której mogę myśleć.

PS zostało to przetestowane na jednordzeniowym 2Ghz AMD Turion 64 ML-37.

Answer 1

Czy rozmiar inicjalizuje nowo przydzielony wektor, w którym rezerwa tylko alokuje, ale nie tworzy?

Tak.

Answer 2

out.resize(audioBlock.size()); 

Ponieważ out jest wielkość (= 0) jest mniejszy niż audioBlock.size(), dodatkowe elementy są utworzone i dołączane do końca out. Tworzy to nowe elementy, wywołując ich domyślny konstruktor.

Zarezerwować tylko przydziela pamięć.

Answer 3

Pierwszy kod zapisuje się na out[i], który sprowadza się do begin() + i (tj. Dodanie). Drugi kod używa push_back, który prawdopodobnie natychmiast zapisuje do znanego wskaźnika równoważnego end() (tj. Bez dodatku). Prawdopodobnie możesz wykonać pierwszy przebieg tak szybko, jak drugi, używając iteratorów zamiast indeksowania całkowitoliczbowego.

Edit: również wyjaśnić kilka innych uwag: Wektor zawiera pływaków i konstruowania pływak jest faktycznie no-op (ten sam sposób deklarowania „pływak f;” nie emituje kod, tylko mówi, że kompilator zaoszczędzić miejsce na float na stosie). Sądzę więc, że każda różnica w wydajności między resize() i reserve() dla wektora elementów pływających nie ma związku z konstrukcją.

Answer 4

Zmiana wielkości()

Modyfikowane pojemnika tak, że posiada dokładnie n elementów wkładania elementów na końcu lub usuwanie elementów od strony, jeśli jest to konieczne. Jeśli jakieś elementy zostaną wstawione, są to kopie t. Jeśli jest to n > a.size(), to wyrażenie jest równoważne z a.insert(a.end(), n - size(), t). Jeśli jest to n < a.size(), jest to odpowiednik a.erase(a.begin() + n, a.end()).

rezerwowy()

Jeżeli n jest mniejsza niż lub równa capacity() wywołanie to nie ma żadnego wpływu. W przeciwnym razie jest to żądanie przydzielenia dodatkowej pamięci.Jeśli żądanie zakończy się pomyślnie, wówczas capacity() jest większe lub równe n; w przeciwnym razie capacity() pozostanie niezmieniona. W obu przypadkach size() pozostaje niezmieniona.

Pamięć zostanie automatycznie ponownie przydzielona, ​​jeśli do wektora zostanie wstawionych więcej niż capacity() - size() elementów. Realokacja nie zmienia się size(), ani nie zmienia wartości żadnych elementów wektora. To jednak zwiększa rezerwę, która powoduje ręczną realokację rezerwy. Głównym powodem używania reserve() jest efektywność: jeśli wiesz, do której pojemności w końcu Twój wektor musi się rozwinąć, zwykle bardziej wydajnie jest przydzielić tę pamięć naraz, niż polegać na schemacie automatycznej realokacji.