ostream_iterator 与每个回路效率

ostream_iterator vs for each loop efficiency

本文关键字：回路 效率 iterator ostream      更新时间：2023-10-16

我昨天看到这个用户发帖。我认为这是一种很酷的输出向量的方式。所以我输入了一个示例，并问自己这与for each循环相比如何？

template <typename T>
void printVectorO(std::vector<T> &v)
{
std::cout << "Ostream_iterator contents: " << std::endl;
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
std::ostream_iterator<T> ost(std::cout, " ");
std::copy(begin(v), end(v), ost);
std::cout << std::endl;
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto time = end - start;
auto nano = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time);
std::cout << "Ostream_iterator computation took: " << nano.count() << " nano seconds"<< std::endl;
std::cout << std::endl;
}
template <typename T>
void printVectorC(std::vector<T> &v)
{
std::cout << "For Each Loop contents: " << std::endl;
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
for (auto && e : v) std::cout << e << " ";
std::cout << std::endl;
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto time = end - start;
auto nano = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time);
std::cout << "For Each Loop took: " << nano.count() << " nano seconds" << std::endl;
std::cout << std::endl;
}

我使用了 3 个向量来测试这一点：

std::vector<double> doubles = { 3.15, 2.17, 2.555, 2.014 };
std::vector<std::string> strings = { "Hi", "how", "are", "you" };
std::vector<int> ints = { 3, 2 , 2 , 2 };

我得到了各种结果。当我输出双精度时，for each循环总是跳动ostream_iterator(例如 41856 vs 11207 和 55198 vs 10308 纳秒(。有时字符串ostream_iterator会跳出for each循环，而for each循环和ostream_iterator几乎与整数保持并驾齐驱。

这是为什么呢？ostream_iterator的幕后发生了什么？在效率和速度方面，我什么时候会在for each循环中使用ostream_iterator？

小心微观基准。

关于此代码，我有几个一般性评论：

  1. 将只读变量作为常量引用传递，而不是作为常规引用传递。但这不会影响性能
  2. 不要使用 std：：endl，因为它调用 flush((，最终会在这样的微基准测试中占用大部分运行时间。例如，使用 std：：endl 打印双精度需要 37010 ns，而使用""打印双精度需要 4456 ns
    3. 。
  3. 单次测量是不准确的。为了消除任何测量噪声，您必须在一个循环中多次运行它。这仍然不完美，因为最好的办法是互换运行测试(制作随机事件，这可能会减慢代码速度，以相同的方式影响两个实现(
  4. 最好将其重定向到文件，否则终端速度将主导结果。

以下是更正后的基准：

constexpr unsigned ITERATIONS = 1000000;
template <typename T>
void printVectorO(const std::vector<T> &v)
{
std::cout << "Ostream_iterator contentsn";
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
for (unsigned i=0 ; i < ITERATIONS; ++i) {
std::ostream_iterator<T> ost(std::cout, " ");
std::copy(begin(v), end(v), ost);
std::cout << 'n';
}
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto time = end - start;
auto nano = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time);
std::cout << "Ostream_iterator computation took: "
<< nano.count() / ITERATIONS << " nano secondsnn";
}
template <typename T>
void printVectorC(const std::vector<T> &v)
{
std::cout << "For Each Loop contentsn";
auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
for (unsigned i=0 ; i < ITERATIONS ; ++i) {
for (auto && e : v) std::cout << e << " ";
std::cout << 'n';
}
auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
auto time = end - start;
auto nano = std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(time);
std::cout << "For Each Loop took: "
<< nano.count() / ITERATIONS << " nano secondsnn";
}

并调用它：

template <class Container>
void test(const Container & ctr)
{
printVectorC2(ctr);
printVectorO2(ctr);
}

int main()
{
std::vector<double> doubles = { 3.15, 2.17, 2.555, 2.014 };
test(doubles);
std::vector<std::string> strings = { "Hi", "how", "are", "you" };
test(strings);
std::vector<int> ints = { 3, 2 , 2 , 2 };
test(ints);
}

现在，在为纳米而苦恼之后，我们有：

For Each Loop took: 2045 nano seconds
Ostream_iterator computation took: 2033 nano seconds
For Each Loop took: 487 nano seconds
Ostream_iterator computation took: 485 nano seconds
For Each Loop took: 503 nano seconds
Ostream_iterator computation took: 499 nano seconds

几乎没有任何区别。实际上，通过这种特定的运行，似乎ostream版本更快。但是再次运行它会产生略有不同的结果。

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