如何将向量归零<bool> ?

Question

我有一个vector<bool>并且我想将其归零。 我需要尺寸保持不变。

通常的方法是迭代所有元素并重置它们。 然而， vector<bool>是一个特别优化的容器，根据实现的不同，每个元素可能只存储一位。 有没有办法利用这一点来有效地清除整个事情？

bitset是固定长度的变体，具有set功能。 vector<bool>有类似的东西吗？

Answer 1

到目前为止发布的答案中似乎有很多猜测，但事实很少，因此也许值得进行一些测试。

#include <vector>
#include <iostream>
#include <time.h>

int seed(std::vector<bool> &b) {
    srand(1);
    for (int i = 0; i < b.size(); i++)
        b[i] = ((rand() & 1) != 0);
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < b.size(); i++)
    if (b[i])
        ++count;
    return count;
}

int main() {
    std::vector<bool> bools(1024 * 1024 * 32);

    int count1= seed(bools);
    clock_t start = clock();
    bools.assign(bools.size(), false);
    double using_assign = double(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    int count2 = seed(bools);
    start = clock();
    for (int i = 0; i < bools.size(); i++)
        bools[i] = false;
    double using_loop = double(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    int count3 = seed(bools);
    start = clock();
    size_t size = bools.size();
    bools.clear();
    bools.resize(size); 
    double using_clear = double(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;

    int count4 = seed(bools);
    start = clock();
    std::fill(bools.begin(), bools.end(), false);
    double using_fill = double(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC;


    std::cout << "Time using assign: " << using_assign << "\n";
    std::cout << "Time using loop: " << using_loop << "\n";
    std::cout << "Time using clear: " << using_clear << "\n";
    std::cout << "Time using fill: " << using_fill << "\n";
    std::cout << "Ignore: " << count1 << "\t" << count2 << "\t" << count3 << "\t" << count4 << "\n";
}

所以这会创建一个向量，在其中设置一些随机选择的位，对它们进行计数，然后清除它们（并重复）。 设置/计数/打印是为了确保即使进行了积极的优化，编译器也不能/不会优化我们的代码来清除向量。

我发现结果很有趣，至少可以说。 首先是VC++的结果：

Time using assign: 0.141
Time using loop: 0.068
Time using clear: 0.141
Time using fill: 0.087
Ignore: 16777216        16777216        16777216        16777216

因此，对于 VC++，最快的方法可能是您最初认为最幼稚的方法——分配给每个单独项目的循环。 使用 g++，结果只是有点不同：

Time using assign: 0.002
Time using loop: 0.08
Time using clear: 0.002
Time using fill: 0.001
Ignore: 16777216        16777216        16777216        16777216

在这里，循环是（到目前为止）最慢的方法（而其他方法基本上是绑定的——1 毫秒的速度差异并不是真正可重复的）。

值得一提的是，尽管测试的这一部分在使用 g++ 时表现得更快，但总体时间彼此相差在 1% 以内（VC++ 为 4.944 秒，g++ 为 4.915 秒）。

Answer 2

尝试

v.assign(v.size(), false);

看看这个链接： http : //www.cplusplus.com/reference/vector/vector/assign/

或以下

std::fill(v.begin(), v.end(), 0)

Answer 3

你倒霉了。 std::vector<bool>是一种专业化，显然甚至不能保证连续内存或随机访问迭代器（甚至向前？！），至少基于我对 cppreference 的阅读——解码标准将是下一步。

所以编写实现特定的代码，祈祷并使用一些标准的归零技术，或者不使用类型。 我投3票。

收到的智慧是这是一个错误，可能会被弃用。 如果可能，请使用不同的容器。 绝对不要乱动内部胆量，或依赖其包装。 检查您的std库中是否有动态位集可能会发生，或者在std::vector<unsigned char>周围滚动您自己的包装器。

Answer 4

使用为此目的提供的std::vector<bool>::assign方法。 如果一个实现是特定于bool ，那么assign很可能也被适当地实现了。

Answer 5

我最近遇到了这个作为性能问题。 我没有尝试在网上寻找答案，但确实发现使用 g++ O3 (Debian 4.7.2-5) 4.7.2 使用构造函数进行赋值的速度提高了 10 倍。 我发现这个问题是因为我想避免额外的malloc 。 看起来赋值和构造函数都得到了优化，在我的基准测试中大约是它的两倍。

unsigned sz = v.size(); for (unsigned ii = 0; ii != sz; ++ii) v[ii] = false;
v = std::vector(sz, false); // 10x faster
v.assign(sz, false); >      // 20x faster

所以，我不会说要回避使用vector<bool>的专业化； 只是非常了解位向量表示。

Answer 6

如果您能够从vector<bool>切换到自定义位向量表示，那么您可以使用专为快速清除操作设计的表示，并获得一些潜在的非常显着的加速（尽管并非没有折衷）。

诀窍是使用每个位向量条目的整数和单个“滚动阈值”值，该值确定哪些条目实际评估为真。

然后，您只需增加单个阈值即可清除位向量，而无需触及其余数据（直到阈值​​溢出）。

可以在此处找到关于此的更完整的文章和一些示例代码。

Answer 7

似乎还没有提到一个不错的选择：

auto size = v.size();
v.resize(0);
v.resize(size);

据说 STL 实现者会选择最有效的归零方法，因此我们甚至不需要知道可能是哪种特定方法。 这也适用于实向量（想想模板），而不仅仅是std::vector<bool>怪物。

在循环中重用缓冲区（例如筛子等）可能有一个微不足道的附加优势，您只需将大小调整为当前回合所需的大小，而不是原始大小。

Answer 8

作为std::vector<bool>的替代方案，请查看boost::dynamic_bitset ( https://www.boost.org/doc/libs/1_72_0/libs/dynamic_bitset/dynamic_bitset.html )。 您可以通过调用reset()成员函数将其reset()即，将每个元素设置为 false）。

就像清除std::vector<int> ，在boost::dynamic_bitset上reset也可以编译为memset ，而使用std::vector<bool>可能不会得到它。 例如，请参阅https://godbolt.org/z/aqSGCi