Vector,array,传统数组速度的比较

-1:特别鸣谢

@L_T_F_:提供Windows下的debug和release的数据
@东北小蟹蟹:提供Linux下的数据


0:一些声明

  1. 作者的电脑信息:
    message

  2. 这篇文章所用的IDE:VS2019最新版

  3. VS2019所建立的项目:控制台项目

  4. linux下的测试由@东北小蟹蟹 提供,感谢。

  5. 本文提到的所有数据均为5次试验

  6. 所有的平均值均检验过

  7. 本位作者并无挑拨离间的意思,只是一时兴起想做个测试

  8. 如果哪里有问题,请在下边留言~


1:为什么要写这篇文章

@L_T_F_一天跟我发了一段QQ聊天的截图,具体内容是关于vector和数组的运行速度的争论。
我一时也觉得很好玩,这里还是不不放上聊天截图了。
于是,这篇文章就诞生了。


2:准备工作

本次分为两种方式判定速度:

  • Debug模式
  • Release模式

每个模式下会有四个不同的测试方式,分别为:

  • 循环赋值
  • 加法运算
  • 乘法运算
  • 随机访问

测评之前并没有考虑到除法和%,但是好像这两个是更慢的……
测评也没有考虑到位运算,因为位运算挺快的。
如果你有兴趣你也可以试试。
他们对应的代码分别为:

1
2
3
4
for(int i = 0;i < n;i ++) xxx[i] = 0;
for(int i = 1;i < n;i ++) xxx[i] = xxx[i-1]+rand()%10;
for(int i = 1;i < n;i ++) xxx[i] = xxx[i-1]*rand()%10;
for(int i = 0;i < n;i ++) xxx[i];//真·我只是访问一下

其中,xxxunsigned long long类型,$n = (1e5)^2$
注:数组大小只有$1e5$,这里的$n$只是循环次数。
时间单位:s
储存时间的数据类型:long double
小数位数:四舍五入到第三位
rand:并没有随机数种子


3:在Windows下

3.1.2:Debug下的赋值

Debug下的赋值所需时间:
|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.008|0.091|0.089|
|第二次|0.007|0.167|0.075|
|第三次|0.006|0.165|0.093|
|第四次|0.006|0.070|0.079|
|第五次|0.006|0.119|0.075|
|平均值|0.066|0.122|0.082|
|最大值|0.008|0.167|0.093|
|最小值|0.007|0.070|0.075|

从这里可以看出,所需时间$\texttt{方括号数组}<array<vector$

3.1.2:Release下的赋值

讲道理让我吃了一惊

|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.000|0.000|0.000|
|第二次|0.000|0.000|0.000|
|第三次|0.000|0.000|0.000|
|第四次|0.000|0.000|0.000|
|第五次|0.000|0.000|0.000|
|平均值|0.000|0.000|0.000|
|最大值|0.000|0.000|0.000|
|最小值|0.000|0.000|0.000|
讲道理,我怀疑我电脑出了问题……


3.2.1:Debug下的加法运算

如下表:

|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.116|0.205|0.131|
|第二次|0.069|0.182|0.184|
|第三次|0.079|0.150|0.151|
|第四次|0.097|0.156|0.130|
|第五次|0.077|0.155|0.185|
|平均值|0.087|0.169|0.156|
|最大值|0.116|0.205|0.185|
|最小值|0.097|0.155|0.130|
这个时候,传统方括号数组依然遥遥领先,vector略逊色于array

3.2.2:Release下的加法运算

如下表,来吧,传说中的0ms……

|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.000|0.004|0.005|
|第二次|0.000|0.005|0.007|
|第三次|0.000|0.005|0.006|
|第四次|0.000|0.007|0.005|
|第五次|0.000|0.006|0.005|
|平均值|0.000|0.005(0.0054)|0.006(0.0056)|
|最大值|0.000|0.007|0.007|
|最小值|0.000|0.004|0.005|

这里arrayvector其实也不分上下,但是方括号带来的0ms的确是杠杠滴……


3.3.1:Debug下的乘法运算

差距逐渐的拉开了:
|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.067|0.923|0.719|
|第二次|0.700|0.788|0.847|
|第三次|0.673|0.791|0.781|
|第四次|0.829|0.812|0.821|
|第五次|0.510|0.703|0.785|
|平均值|0.676|0.803|0.790|
|最大值|0.829|0.923|0.847|
|最小值|0.067|0.703|0.719|

传统数组依然是很快的,这个时候arrayvector来开差距了~

3.3.2:Release下的乘法运算

|项目|传统数组|vector|array|
|:–:|:–:|:–:|:–:|:–:|
|第一次|0.097|0.923|0.719|
|第二次|0.070|0.788|0.847|
|第三次|0.123|0.791|0.781|
|第四次|0.141|0.812|0.821|
|第五次|0.770|0.703|0.785|
|平均值|0.240|0.803|0.790|
|最大值|0.141|0.923|0.847|
|最小值|0.970|0.703|0.719|