c++ - 使用向量时的无符号整数或迭代器？

Question

我目前正在和一些朋友一起做一个 c++ 学校项目。

在我在 C++ 中使用向量之前，我做了这样的事情来使用它们：

unsigned int i = 0;
while (i != myVector.size())
{
    doSomething(myVector[i]);
    i++;
}

但是在这个项目中，我的朋友看到​​我使用这样的向量并不高兴，并要求我使用迭代器。我真的不喜欢迭代器，因为它们的语法很难记住，但我的朋友说使用它们更好，因为它工作得更快。由于我们在一个包含大量向量的大型项目中工作，因此使用迭代器至关重要。

时间已经过去了，即使我仍然不记得它们的语法，我仍在使用它们，但我想看看迭代器方法是否真的比“unsigned int”方法更快。

所以我做了这两个程序：

第一个使用 unsigned int 方法的程序：

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>

int main()
{
    std::string str = "This is a string";

    int i = 0;
    std::vector<std::string> vec;

    while (i != 10000000)
    {
        vec.push_back(str);
        i++;
    }

    unsigned int j = 0;
    while (j != vec.size())
    {
        std::cout << vec[j] << std::endl;
        j++;
    }
    return (0);
}

第二个程序使用迭代器方法：

#include <vector>
#include <string>
#include <iostream>

int main()
{
    std::string str = "This is a string";

    int i = 0;
    std::vector<std::string> vec;

    while (i != 10000000)
    {
        vec.push_back(str);
        i++;
    }

    std::vector<std::string>::iterator it;
    it = vec.begin();
    while (it != vec.end())
    {
        std::cout << *it << std::endl;
        it++;
    }
    return (0);
}

正如您所看到的，两个程序将首先创建一个大小为 10 000 000 的向量（我放了一个很大的大小，所以如果时间上有差异，它会更容易注意到），然后我将在矢量但使用两种不同的方法。

我在 linux 上使用 time 来了解每个程序的执行时间，如下所示：

time ./a.out

结果如下：

无符号整数方法：

real    0m39,391s
user    0m5,463s
sys     0m21,108s

迭代器方法：

real    0m39,436s
user    0m5,972s
sys     0m20,652s

和......这是同一时间？！两者之间只有不到 1 秒的差异可以忽略不计，它是一个包含 1000 万个字符串的向量。

所以我想知道这两种方法之间真的有区别吗？迭代器真的更好用吗？

标签： c++iterator

Answer 1

使用迭代器的主要原因不是性能，而是更少的错误可能性和更具表现力的代码。比较这个

unsigned int i = 0;
while (i != myVector.size())
{
    doSomething(myVector[i]);
    i += 2;
}

或者

unsigned int start = myVector.size() + 42;

for (unsigned int i = start; i != myVector.size(); ++i){
    doSomething(myVector[i]);
}

和

for (const auto& e : myVector) {
     doSomething(e);
}

基于范围的 for 循环使使用迭代器变得尽可能简单（您甚至看不到迭代器，但它们在幕后使用）。当您手动管理索引时，有数百万种方法会出错，迭代器可能有 2 或 3 个。

为了您的性能比较：由于向量将其元素存储在连续内存中，因此向量迭代器可以是普通指针。您认为开销主要是语法糖，使您能够编写更好的代码。因此，您没有看到太大的差异也就不足为奇了。

附言

我经常使用它 我有点自信不会犯太多错误

使用整数迭代数组是上个世纪的事情。它不安全，导致难以检测错误，并且可以轻松调用未定义的行为。编写代码来表达你想要做什么，而不是指示你的处理器。如果您想为向量的每个元素做一些事情，您应该使用基于范围的 for 循环或更旧的std::for_each：

std::for_each(myVector.begin(),myVector.end(),doSomething);

它没有手动使用索引的任何缺点（您发现上述循环中的错误了吗？）并且具有看起来相同的优点，无论容器myVector实际上是什么，它包含什么类型的元素，或者doSomething实际上是什么（它可以是自由函数、仿函数、lambda，您可以选择）。