定時向量 vs 映射 vs unordered_map 查找

Question

我對矢量查找與地圖查找很好奇，並為它編寫了一個小測試程序..它似乎矢量總是比我使用它的方式更快..這里還有什么我應該考慮的嗎？ 測試是否有任何偏見？ 運行結果在底部.. 以納秒為單位，但 gcc 在我的平台上似乎不支持它。

使用字符串進行查找當然會改變很多事情。

我使用的編譯行是這樣的： g++ -O3 --std=c++0x -o lookup lookup.cpp

#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <unordered_map>
#include <chrono>
#include <algorithm>

unsigned dummy = 0;

class A
{
public:
    A(unsigned id) : m_id(id){}

    unsigned id(){ return m_id; }
    void func()
    {
        //making sure its not optimized away
        dummy++;
    }
private:
    unsigned m_id;
};

class B
{
public:
    void func()
    {
        //making sure its not optimized away
        dummy++;
    }
};

int main()
{
    std::vector<A> v;
    std::unordered_map<unsigned, B> u;
    std::map<unsigned, B> m;

    unsigned elementCount = 1;

    struct Times
    {
        unsigned long long v;
        unsigned long long u;
        unsigned long long m;
    };
    std::map<unsigned, Times> timesMap;

    while(elementCount != 10000000)
    {
        elementCount *= 10;
        for(unsigned i = 0; i < elementCount; ++i)
        {
            v.emplace_back(A(i));
            u.insert(std::make_pair(i, B()));
            m.insert(std::make_pair(i, B()));
        }


        std::chrono::time_point<std::chrono::steady_clock> start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for(unsigned i = 0; i < elementCount; ++i)
        {
            auto findItr = std::find_if(std::begin(v), std::end(v),
                                        [&i](A & a){ return a.id() == i; });

            findItr->func();
        }
        auto tp0 = std::chrono::high_resolution_clock::now()- start;
        unsigned long long vTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(tp0).count();

        start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for(unsigned i = 0; i < elementCount; ++i)
        {
            u[i].func();
        }
        auto tp1 = std::chrono::high_resolution_clock::now()- start;
        unsigned long long uTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(tp1).count();

        start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for(unsigned i = 0; i < elementCount; ++i)
        {
            m[i].func();
        }
        auto tp2 = std::chrono::high_resolution_clock::now()- start;
        unsigned long long mTime = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(tp2).count();

        timesMap.insert(std::make_pair(elementCount ,Times{vTime, uTime, mTime}));
    }

    for(auto & itr : timesMap)
    {
        std::cout << "Element count: " << itr.first << std::endl; 
        std::cout << "std::vector time:        " << itr.second.v << std::endl;
        std::cout << "std::unordered_map time: " << itr.second.u << std::endl;
        std::cout << "std::map time:           " << itr.second.m << std::endl;
        std::cout << "-----------------------------------" << std::endl;
    }

    std::cout << dummy;
}

---

./lookup 
Element count: 10
std::vector time:        0
std::unordered_map time: 0
std::map time:           1000
-----------------------------------
Element count: 100
std::vector time:        0
std::unordered_map time: 3000
std::map time:           13000
-----------------------------------
Element count: 1000
std::vector time:        2000
std::unordered_map time: 29000
std::map time:           138000
-----------------------------------
Element count: 10000
std::vector time:        22000
std::unordered_map time: 287000
std::map time:           1610000
-----------------------------------
Element count: 100000
std::vector time:        72000
std::unordered_map time: 1539000
std::map time:           8994000
-----------------------------------
Element count: 1000000
std::vector time:        746000
std::unordered_map time: 12654000
std::map time:           154060000
-----------------------------------
Element count: 10000000
std::vector time:        8001000
std::unordered_map time: 123608000
std::map time:           2279362000
-----------------------------------
33333330

Answer 1

我一點也不震驚測試的載體比其他任何東西都好。 它的匯編代碼（實際反匯編）分解為這個（在我的 Apple LLVM 4.2 上完全選擇）：

0x100001205:  callq  0x100002696               ; symbol stub for: std::__1::chrono::steady_clock::now()
0x10000120a:  testl  %r13d, %r13d
0x10000120d:  leaq   -272(%rbp), %rbx
0x100001214:  je     0x100001224               ; main + 328 at main.cpp:78
0x100001216:  imull  $10, %r14d, %ecx
0x10000121a:  incl   7896(%rip)                ; dummy
0x100001220:  decl   %ecx
0x100001222:  jne    0x10000121a               ; main + 318 [inlined] A::func() at main.cpp:83
main + 318 at main.cpp:83
0x100001224:  movq   %rax, -280(%rbp)
0x10000122b:  callq  0x100002696               ; symbol stub for: std::__1::chrono::

注意“循環”（ jne 0x10000121a ）。 “find_if”已完全優化，結果是使用遞減寄存器有效地掃描數組以計算增加全局的次數。 這就是正在做的所有事情； 在這方面沒有進行任何形式的搜索。

所以是的，它是你如何使用它。

Answer 2

首先，您似乎沒有在測試之間清除容器。 所以他們不包含你認為他們做什么。

其次，根據您的時間，您的向量表現出線性時間，這是不可能的，因為您的算法中的復雜度為 O(N*N)。 可能它被優化掉了。 我建議不要嘗試與優化作斗爭，而是將其關閉。

第三，您的值對於向量來說太可預測了。 這會對其產生巨大影響。 嘗試隨機值（或 random_shuffle()）