c++ - 从保留的 vector 读取比从非保留的 vector 读取更快？

Question

我有以下代码

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>

int main() {
struct Point {
 double x, y, z;
};  

const size_t sz = 1'000'000'00;
auto start = std::chrono::steady_clock::now();
std::vector<Point> points;
points.reserve(sz);
for (size_t i = 0; i < sz; ++i) {
  const double d_val = i;
  points.push_back({d_val, 2.0*d_val, 3*d_val});
}
auto end = std::chrono::steady_clock::now();
std::chrono::duration<double> diff = end-start;
std::cout << "filling: " << diff.count() << std::endl;
double tot{0};
for (const auto& p : points)
  tot += p.x + p.y + p.z;
diff = std::chrono::steady_clock::now()-end;
std::cout << "reading: " << diff.count() << std::end;
std::cout << tot;
return 0;
}

我得到的结果大约是

filling: 1.78711

reading: 0.233211

但是，如果我删除 points.reserve(sz); 我会得到结果

filling: 8.38341

reading: 1.6607

我明白为什么填充需要更长的时间，但为什么阅读慢得多？

编辑: 1.我使用的是xcode，LLVM 8.0，-O3，

我有一个“cout << tot”(但未将其包含在此处)，因此不应将其优化掉。

如果我将所有 cout 延迟到最后(通过节省“填充”变量的时间)，我仍然会得到“读取”时间的差异。

Answer 1

这是一个大胆的猜测，但这可能是因为缓存效应。当您在reserve()之后不断向 vector 添加数据时，某些数据可能会保留在缓存中(回写缓存)。如果您在没有 Reserve() 的情况下继续添加数据，则必须重新定位数据，并且 vector 数据的重新定位可以通过缓存直写复制来完成。您可以通过首先使用一次读取 channel 预热缓存，然后计时第二次读取来测试这一点。