选择性能最好的容器(数组)

struct :

struct Particle { /* coords */ };

然后我们可以做一个简单的一维数组 Particles .

deque ,因为这是默认容器,但您可能希望尝试 vector ,只是1.000.000个粒子意味着一块几兆字节的碎片。它应该保持住,但如果它增长的话,可能会给你的系统带来压力 德克 将分配几个块。

警告 :

德克 道路,禁止使用 operator[] 更喜欢使用迭代风格。如果您真的需要随机访问并且它对性能非常敏感 矢量 应该更快。

std::vector<double> ?

通常情况下 std::vector std::vector<>::reserve() std::vector<>::resize() 以避免在填充向量时重新分配。是否有其他更好的容器可以通过 测量 . 只有通过测量。但首先要衡量容器所涉及的任何内容(填充、访问元素)是否值得优化。

std::vector<std::vector<double> > [...]?

std::vector<particle> particle 结构是否包含六个值?即使我理解错误,你也应该在一维容器周围写一个二维包装。然后以行或列的形式对齐数据—使用访问模式会更快。

你认为闪电战没问题,还是对我没用?

从容器中选择的第一条规则是使用 std::vector . 然后,只有在代码完成并且可以实际测量性能之后,才能尝试其他容器。但首先要坚持向量。(1)使用 reserve() (从一开始)

那么,你不应该使用 std::vector<std::vector<double> > . 你知道数据的大小:是6倍。它不需要是动态的。它是固定不变的。您可以定义一个结构来容纳粒子成员(六个双粒子),也可以简单地键入def: typedef double particle[6] . 然后,使用粒子向量: std::vector<particle> .

此外,由于您的程序按顺序使用矢量中包含的粒子数据,您将以最佳性能利用现代CPU缓存预读功能。

不要 宣布 std::vector<std::vector<double> > . 你在分配一个 vector

如果您认为这是最好的选择,那么是否可以将此向量包装为可以使用定义为other\u array[i,j]//与other\u array[6*i+j]相同的索引运算符进行访问,而不会产生开销(例如每次访问时的函数调用)?

( other_array[i,j] 不会很好地工作,因为i,j使用逗号运算符计算“i”的值,然后丢弃该值并计算并返回“j”,所以它等价于 other_array[i] ).

other_array[i][j]
other_array(i, j)  // if other_array implements operator()(int, int),
                   // but std::vector<> et al don't.
other_array[i].identifier // identifier is a member variable
other_array[i].identifier() // member function getting value
other_array[i].identifier(double) // member function setting value

所以,一个很好的测试:如果你发现自己写的代码 other_array[i][3] 你已经决定“3”是速度的两倍,而且 other_array[i][5] other_array[i].speed .acceleration . 这样其他开发人员就可以阅读和理解它了,你就不太可能犯意外错误了。另一方面,如果你在这6个元素上迭代,对每一个元素都做完全相同的事情,那么你可能真的希望粒子持有一个double[6],或者提供一个 operator[](int) . 两种方法都可以:

struct Particle
{
    double x[6];
    double& speed() { return x[3]; }
    double speed() const { return x[3]; }
    double& acceleration() { return x[5]; }
    ...
};

顺便说一句 vector<vector<double> > 可能代价太高的是,每6个double的集合都将在堆上分配,而对于快速分配和取消分配,许多堆实现使用固定大小的bucket,因此您的小请求将被舍入到下一个大小:这可能是一个很大的开销。外部向量还需要记录指向该内存的额外指针。此外,堆分配和释放相对较慢—在您的情况下,您只会在启动和关闭时进行,但没有特别的意义使程序无缘无故地变慢。更重要的是,堆上的区域可能就在内存中,因此操作符[]可能会出现缓存错误,从而拉入比需要更多不同的内存页,从而降低整个程序的速度。换句话说,向量连续存储元素,但指向的向量可能不连续。