使用 std::array vs 数组传递对象数组

Passing object array with std::array vs array

本文关键字：数组 对象 vs std array 使用      更新时间：2023-10-16

今天我和朋友讨论了在C++中传递对象数组的正确方法。这两者之间是否有任何效率差异：

Struct Apple {
std::string color;
}
void colors(Apple A[]) {
A[0].color = "red";
}
int main() {
Appple apples[10];
colors(apples);
return 0;
}

.

Struct Apple {
std::string color;
}
void colors(std::array<Apple, 10>& A) {
A[0].color = "red";
}
int main() {
std::array<Apple, 10> apples;
colors(apples);
return 0;
}

这两个函数使用GCC 7.3在x86_64上生成相同的代码。

这里： https://godbolt.org/g/aguVfF

第一个例子：

void colors(Apple A[]) {
A[0].color = 12;
}
_Z6colorsP5Apple: 
mov DWORD PTR [rdi], 12
ret

第二个例子：

void colors(std::array<Apple, 10>& A) {
A[0].color = 13;
}
_Z6colorsRSt5arrayI5AppleLm10EE:
mov DWORD PTR [rdi], 13
ret

当传递内置数组时，它们会衰减到指向其第一个元素的指针。此外，当对象通过通常使用指针实现的引用传递时。

由于std::array是围绕内置数组的非常薄的包装器，因此其地址可能与其第一个元素的地址相同。编译器的优化器可以直接看穿它。

您不太可能找到任何使用std::array比内置数组慢的示例，因为std::array基本上是一个包裹在零成本语法糖中的内置数组，它利用了内置版本没有的编译时信息(如数组的大小)。

你在 C 和 C++ 中都陷入了一个常见的初学者错误——你不能将数组作为参数传递给函数。 语言不允许。 如果将数组声明为参数的函数，编译器(静默地)会将其更改为指针，因为数组可以隐式转换为指针(通常在大多数地方都是这样)。

所以你的第一个例子是：

void colors(Apple *A) {
A[0].color = "red";
}

所以现在很明显，你的问题实际上是：传递指针和传递引用之间的性能有什么区别吗？

否 - 引用和指针以与地址相同的方式实现，因此它们之间的性能没有差异。

性能方面，没有。它们都只是在内存地址周围洗牌，因此性能是相同的。

在风格方面，我总是建议std::array而不是C数组。C 数组仅在C++中用于向后兼容旧代码。新东西具有遵循标准容器类接口的优点，因此可以与<algorithm>和其他库中所有花哨的 STL 泛型方法一起使用。它也知道自己的规模，这本身就是一个相当大的胜利。

性能方面，这取决于数组的大小、编译器和使用的编译选项。基准。

当你传递一个常规数组时，它基本上衰减为一个指针，所以你只有传递一个指针的开销。如果传递std::array副本，则需要复制整个数组。如果通过引用传递它，则会产生传递引用的开销(这通常与传递指针相同)。

我仍然强烈建议您使用std::array以确保类型安全。

相关文章：