哪个最快？ boost :: multi_array还是std :: vector？

Question

哪个最快？ 一个boost::multi_array或std::vector ？ 我将以3维存储（不是恒定的）17.179.869元素，这些元素需要非常快速且经常地在for循环内进行访问。 表现最好的是什么？ 一个std::vector或boost::multi_array ？

（我不希望它能在一秒钟内完成，但我想使其尽可能高效，因为纳秒级的差异可以节省大量时间。）

Answer 1

最好的建议是自己进行基准测试。

无论如何，由于您似乎具有恒定的大小，因此还有其他解决方案：

• 普通C数组（例如int data[X][Y][Z] ）
• 普通的一维C数组，您可以在其中自己计算索引，例如X*W*H + Y*W + Z ，在某些情况下会很方便
• std::array ，基本上是一个C ++数组，带有一些STL集合中的合规性糖
• std::vector ，我猜这是可以尝试的第一个解决方案
• boost::multi_array ，它旨在支持N维数组，因此出于您的目的可能有些过分，但与矢量相比，它的数据局部性更好。

Answer 2

这些库向量类被设计为易于使用且相对故障安全。 它们的速度与设计中的速度一样快，但是您自己做不到（除了手工编码的组件）。 对于您正在谈论的大小（2e10个元素），我将更关注效率而不是用户友好性。 如果最内层的循环每个元素只进行很少的计算，则将发现索引计算占主导地位，这建议您进行一些展开和指针步进操作。 （ 也许您可以指望编译器进行一些展开，但是我不在乎。）

Answer 3

唯一可以确定的方法是同时尝试和分析代码。 但是，作为一堆想法，这就是我想您会发现的。

1. 对于要处理的大量元素（2e10 +），对元素的访问不会像将这些元素加载到CPU缓存中的缓存压力那么重要。 预取器将坐在那里尝试加载那些元素，这将花费大部分时间。
2. 访问2（或3D）非连续的C数组意味着CPU必须从内存的不同部分获取内容。 boost :: multi_array通过幕后将其存储为连续块来解决该问题； 但是这样做有其自身的开销。 正如@Jack所说，带有索引的普通一维数组是最好的，即使那样，您也可以做一些事情以确保索引最小化（例如，记忆化）。
3. 您在循环中所做的工作将极大地影响您的时间安排。 分支预测变量将是最大的贡献者。 如果这是简单的数学运算，则没有if / else语句可能会获得最佳性能，并且编译器可能会将其优化为SSE指令。 如果您有复合类型（而不是int / float / char），则必须正确布局它们以优化访问。
4. 我几乎会建议您尝试一下，然后再提出一个新的SO问题，该问题已编写您的循环并询问如何优化该部分。 几乎总是可以为编译器提供提示，以确保它知道您的意图。

在一天结束时，尝试一下看看