将对象存储在矢量中:最好存储对象或指向它的指针

Storing objects in vector: better to store the object or a pointer to it?

本文关键字：对象 存储 指针      更新时间：2023-10-16

我有一些对象在整个应用程序生命周期中都在使用：它们从未被销毁。我将它们存储在矢量中：

declaration:
    std::vector<DoubleValue> bidDealIndexes;
construction:
    bidDealIndexes(Instrument::InstrumentsCount())
 usage:
    DoubleValue& v = bidDealIndexes[0];

或者，我可以存储指针：

declaration:
    std::vector<DoubleValue*> bidDealIndexes;
construction:
    for (int i = 0; i < Instrument::InstrumentsCount(); i++) {
        bidDealIndexes.push_back(new DoubleValue());
    }
 usage:
    DoubleValue* v = bidDealIndexes[0];

问题是哪一个更可取？应该避免这两种选择中的一种（或两种）吗？

对象总是首选对象，除非需要，否则应避免使用指针。主要的论点是，一个人不应该毫无理由地使事情复杂化，指针会导致复杂化。在您的示例中，不需要指针。

按值存储

在可能的情况下，将对象直接存储到向量（或其他STL容器）中最好留给基元类型。这是因为每次插入实际上都会创建存储对象的副本。如果存储类对象，例如DoubleValue类型，则每次push_back时都会调用复制构造函数。如果复制构造函数很便宜（即类内的存储空间很小，复制构造函数几乎不工作），那么按值存储将使您的生活变得简单。对于更复杂的对象，甚至可能无法按值存储。例如，无法复制iostream，因此无法将它们放置到向量中。对于具有昂贵的复制构造函数的类，按值存储将减慢执行速度并增加内存占用。

摘要：用于轻量级对象

原始指针存储

随着C++11（以及其他一些第三方库，如boost）的出现，由于跟踪所有权和对象寿命的复杂性，不鼓励通过原始指针进行存储。这是Stack Overflow中充分介绍的另一个主题领域。如果您不能使用C++11，那么在使用原始指针存储时要小心。这可能比按值存储更具性能，并允许存储无法复制的对象类型（如iostream）。

摘要：当智能指针不可用时用于重量级对象

智能指针存储

C++11引入了std::shared_ptr及其同类形式的智能指针。它们通过引用计数来管理对象的生存期，并遵循RAII（资源获取即初始化）模式。净效果是，从你的角度来看，它们就像原始指针一样工作，但你不必担心：

  1. 指向已删除对象的指针
  2. 谁负责删除对象

我不知道shared_ptr是否最适合您的情况，但智能指针的使用看起来像：

std::vector<std::shared_ptr<DoubleValue> > bigDealIndexes;
bigDealIndexes.push_back(std::shared_ptr<DoubleValue>(new DoubleValue));
std::cout << "Value of first big deal: " << *(bigDealIndexes[0]) << std::endl;
std::cout << "Member 'a':              " << bigDealIndexes[0]->a << std::endl;

摘要：使用C++11、boost或类似库时用于重量级对象

在实践中，如果您的对象是POD，并且向量的长度小于几千个项目，则使用将获得更好的性能

std::vector<DoubleValue>

与缓存未命中相比，副本非常便宜。

如果DoubleValue（非常）大或不可压缩，并且矢量也是对象寿命的控制器，则使用

std::vector<std::unique_ptr<DoubleValue>>

如果DoubleValue很大，并且您更喜欢按值样式（您应该这样做），那么您可以考虑使用pimpl习惯用法实现DoubleValue，并使其可复制或可移动，这将允许您将其存储在std:：vector中。

如果向量是恒定长度，请考虑使用std::array
否则，请坚持元素的std::vector。如果必须插入一整批元素，则可能需要在存储元素之前调用reserve()，以避免多余的复制。

仅供专家使用： 如果对象的移动成本很高，并且管理添加的成员的生存期是其他人的问题（例如，它们在程序结束前一直有效），那么您可以考虑将存储指针作为优化。不过，只有在仔细衡量和考虑后才能考虑。

在c++11中，按值存储肯定是首选。在c++03中，我可能仍然更喜欢按值存储，除非性能测量结果显示这是一个问题。

在c++11中，您正在使用的vector<T>(N)构造函数已更改为使用值初始化，而不是制作N副本。

按值存储更简单，在您的情况下可能会表现得更好。如果性能是一个问题，请测量并查看。

编辑：我做了一些粗略的测量，通过值、原始指针和；unique_ptr和by value位居榜首。

相关文章：