如何將向量歸零<bool> ?

Question

我有一個vector<bool>並且我想將其歸零。 我需要尺寸保持不變。

通常的方法是迭代所有元素並重置它們。 然而， vector<bool>是一個特別優化的容器，根據實現的不同，每個元素可能只存儲一位。 有沒有辦法利用這一點來有效地清除整個事情？

bitset是固定長度的變體，具有set功能。 vector<bool>有類似的東西嗎？

Answer 1

到目前為止發布的答案中似乎有很多猜測，但事實很少，因此也許值得進行一些測試。

#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";
}

所以這會創建一個向量，在其中設置一些隨機選擇的位，對它們進行計數，然后清除它們（並重復）。 設置/計數/打印是為了確保即使進行了積極的優化，編譯器也不能/不會優化我們的代碼來清除向量。

我發現結果很有趣，至少可以說。 首先是VC++的結果：

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，對於 VC++，最快的方法可能是您最初認為最幼稚的方法——分配給每個單獨項目的循環。 使用 g++，結果只是有點不同：

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

在這里，循環是（到目前為止）最慢的方法（而其他方法基本上是綁定的——1 毫秒的速度差異並不是真正可重復的）。

值得一提的是，盡管測試的這一部分在使用 g++ 時表現得更快，但總體時間彼此相差在 1% 以內（VC++ 為 4.944 秒，g++ 為 4.915 秒）。

Answer 2

嘗試

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

看看這個鏈接： 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>是一種專業化，顯然甚至不能保證連續內存或隨機訪問迭代器（甚至向前？！），至少基於我對 cppreference 的閱讀——解碼標准將是下一步。

所以編寫實現特定的代碼，祈禱並使用一些標准的歸零技術，或者不使用類型。 我投3票。

收到的智慧是這是一個錯誤，可能會被棄用。 如果可能，請使用不同的容器。 絕對不要亂動內部膽量，或依賴其包裝。 檢查您的std庫中是否有動態位集可能會發生，或者在std::vector<unsigned char>周圍滾動您自己的包裝器。

Answer 4

使用為此目的提供的std::vector<bool>::assign方法。 如果一個實現是特定於bool ，那么assign很可能也被適當地實現了。

Answer 5

我最近遇到了這個作為性能問題。 我沒有嘗試在網上尋找答案，但確實發現使用 g++ O3 (Debian 4.7.2-5) 4.7.2 使用構造函數進行賦值的速度提高了 10 倍。 我發現這個問題是因為我想避免額外的malloc 。 看起來賦值和構造函數都得到了優化，在我的基准測試中大約是它的兩倍。

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，我不會說要回避使用vector<bool>的專業化； 只是非常了解位向量表示。

Answer 6

如果您能夠從vector<bool>切換到自定義位向量表示，那么您可以使用專為快速清除操作設計的表示，並獲得一些潛在的非常顯着的加速（盡管並非沒有折衷）。

訣竅是使用每個位向量條目的整數和單個“滾動閾值”值，該值確定哪些條目實際評估為真。

然后，您只需增加單個閾值即可清除位向量，而無需觸及其余數據（直到閾值​​溢出）。

可以在此處找到關於此的更完整的文章和一些示例代碼。

Answer 7

似乎還沒有提到一個不錯的選擇：

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

據說 STL 實現者會選擇最有效的歸零方法，因此我們甚至不需要知道可能是哪種特定方法。 這也適用於實向量（想想模板），而不僅僅是std::vector<bool>怪物。

在循環中重用緩沖區（例如篩子等）可能有一個微不足道的附加優勢，您只需將大小調整為當前回合所需的大小，而不是原始大小。

Answer 8

作為std::vector<bool>的替代方案，請查看boost::dynamic_bitset ( https://www.boost.org/doc/libs/1_72_0/libs/dynamic_bitset/dynamic_bitset.html )。 您可以通過調用reset()成員函數將其reset()即，將每個元素設置為 false）。

就像清除std::vector<int> ，在boost::dynamic_bitset上reset也可以編譯為memset ，而使用std::vector<bool>可能不會得到它。 例如，請參閱https://godbolt.org/z/aqSGCi