檢查std :: vector的大小是否為零

Question

在vs2010 std :: vector.size（）中：

return (this->_Mylast - this->_Myfirst);

和std :: vector.empty（）：

return (this->_Myfirst == this->_Mylast);

我的問題是，如果要檢查向量是否具有零元素，則這兩個函數之間是否存在速度差異。 負號和等於號幾乎是相同的二進制運算，那么這兩個函數的速度是否相同？

Answer 1

除非您每秒進行數百萬次此操作（認真地說，為什么會這樣 ？），否則不會有任何不同。

如果您真的有興趣，請檢查它。 建立一個數百萬次的循環，看看每個循環需要多長時間。

我認為您會發現差異可以忽略不計。

將精力集中在宏優化問題（例如算法選擇）上並優化此類內容以提高可讀性會更好。

而且，無論如何，針對可讀性進行優化是一種有效的方法，除非存在嚴重的性能瓶頸，否則我通常會采用這種方法。 換句話說，如果您要根據是否為空來執行某些操作，請使用empty()或!empty() 。 任何其他大小檢查（例如其中是否至少包含十二個元素）都應使用size() （顯然）。

作為一些微優化可能無關緊要的示例，下面是一些需要考慮的C代碼：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int i, j, k, diff;
    for (i = 0; i < 1000; i++)
        for (j = 0; j < 1000000; j++)
            //diff = (i == j);
            diff = (i - j);
    return 0;
}

當我使用默認優化^{（a）進行}編譯並使用time命令運行它time ，我得到的CPU時間為（超過五次運行），其中以下行之一未注釋：

diff = (i - j)     diff = (i == j)
==============     ===============
         2.488              2.216
         2.424              2.220
         2.452              2.224
         2.484              2.152
         2.464              2.152
         =====              =====
Avrgs:   2.463              2.193

現在，第一種選擇的速度要慢12％，但是您需要了解一件事。 盡管速度較慢，但​​僅需兩秒鍾即可完成十億次。 如果只執行一次，則差異在0.000000002463秒和0.000000002193秒之間，這確實不值得進行優化。

選擇您的戰斗，針對您的優化。 通過宏優化策略，您可以大幅度提高速度。

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^（a）使用gcc “瘋狂”優化級別-O3 ，它們都需要0.000秒（有時是0.004，但是很少-我認為time命令的分辨率存在限制），這使得差異變得更不相關了：-)

Answer 2

使用size() empty() size()來檢查向量空度有兩個原因：

• 根據實現的不同， std::vector.empty() 可能比std::vector.size() 更快 。

• 與使用size()相比，使用empty()檢查向量的空度更直觀，更易讀。

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參考：
Nicolai M.Josutil的：
C ++標准庫：教程和參考

指出：

size()
返回容器的實際元素數。

empty()
是檢查元素數是否為零（ size()==0 ）的快捷方式。 但是， empty()可能會更有效地實現，因此，如果可能，應使用它。

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請注意，盡管要絕對確定哪一個速度更快，但您必須為您的環境配置兩者。

Answer 3

對於vector，性能可能是相同的。 即使不一樣，它也具有相同的Big O復雜度，並且速度差異可以忽略不計。 因此，如果只想檢查向量是否為空，則使用empty可能更方便。 它更准確地描述了您真正想要做什么。

使用empty另一個原因是，當您以后將容器更改為list ，它的Big O復雜度可能會更高。 因為有一些std::list實現，其中size具有線性復雜度，而空則始終為O（1）。

Answer 4

Scott Meyers在“有效的STL”中，建議調用empty()而不是檢查所有容器的大小。 他給出的原因是，對於所有標准容器而言， empty是恆定時間，而在某些列表實現中， size需要線性時間。

如果使用大小，並且稍后碰巧要更改容器，則可能會出現性能問題。

因此，除非檢查容器是否沒有元素是一個真正的瓶頸（首先測量，如果有問題就進行優化），請使用empty 。

Answer 5

讓我們在這里停止虛構 ：

bool empty_by_difference(int* b, int* e) {
  return (e - b) == 0;
}

bool empty_by_equality(int* b, int* e) {
  return e == b;
}

由Clang 3.0編譯為以下IR：

define zeroext i1 @_Z19empty_by_differencePiS_(i32* %b, i32* %e) nounwind uwtable readnone {
  %1 = icmp eq i32* %e, %b
  ret i1 %1
}

define zeroext i1 @_Z17empty_by_equalityPiS_(i32* %b, i32* %e) nounwind uwtable readnone {
  %1 = icmp eq i32* %e, %b
  ret i1 %1
}

您可能不知道投資者關系代表，但我仍然認為這會奏效。

因此，讓我推測，基准測試只是我和您的時間的損失。

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現在，從語義的角度來看，我個人發現讀取if (x.empty())比讀取if (x.size() == 0)更清晰。

在后一種情況下：

• 我的眼睛需要做更多的工作：將==與!=或<=或>=區別開...
• 我的大腦需要做更多的工作：記住大於0是一種前哨值，與任何其他值（例如1等）有很大的不同...

Answer 6

如果空值和大小之間存在差異，那么它甚至很小，甚至基准測試都不會看到它。 因為從C ++ 11開始，列表的大小為O（1），所以我認為寫入大小更可讀，然后為空。 但那只是我的個人意見：）

Answer 7

減號和等於幾乎是相同的二進制運算

確實， 幾乎一樣。 但是AFAIK布爾運算符比其他運算符要快。

Answer 8

不應有速度差異。 實際上，您應該看到兩種情況下生成的代碼完全相同。 編譯器應該能夠執行以下轉換：

if (vec.size() == 0)
// After inlining:
if (_Mylast - _Myfirst == 0)
// Equivalent to:
if (_Mylast == _Myfirst) // Which is the same as empty() after it is inlined