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c++ - 将 unique_ptr 添加到 vector 中的类会导致 3 倍 boost

coder 2023-06-01 原文

背景

我有一个大图(100k 个节点)，其中每个节点必须为每个出边存储一些信息。而不是将其保存在 std::vector<bool> 中, 我正在使用 dynamic_bitset从 Boost 1.58 开始，可以执行按位运算。每个节点还保留一个指向某个多态对象的指针。一个最小的例子看起来像这样，

struct Node
{
    std::vector<size_t>     succ;
    boost::dynamic_bitset<> succ_flags;
    std::unique_ptr<Object> data;
};

问题

考虑这个简单的基准程序，它创建和销毁一个图:

#include <vector>
#include <boost/dynamic_bitset.hpp>
#include <memory>

constexpr int N = 50000;

struct Node
{
    std::vector<size_t>     succ;
    boost::dynamic_bitset<> succ_flags;
  //std::unique_ptr<int>    data;

    Node(int i)
    {
        for (int j = i; j < N; j += i) succ.emplace_back(j);
        succ_flags.resize(succ.size());
    }
};

int main()
{
    std::vector<Node> nodes;
    for (int i = 1; i <= N; i++) nodes.emplace_back(i);
    return 0;
}

在 time 下运行命令，一个典型的结果是

real    0m0.055s
user    0m0.043s
sys     0m0.010s

但是，取消注释 unique_ptr行给出的东西更像

real    0m0.017s
user    0m0.010s
sys     0m0.003s

结论:制作Node通过添加 std::unique_ptr 更重数据成员原因 std::vector执行速度 boost 3 倍以上!

问题

为什么会发生这种情况，这里有什么问题？

最佳答案

添加 unique_ptr 数据成员使 Node 成为仅移动类型，并且 vector 在增大其大小时被迫移动现有元素.在您的原始示例中， vector 正在复制现有元素，因为默认移动构造函数定义不是 noexcept (因为 dynamic_bitset 移动构造函数不是noexcept).

您应该能够通过以下两种方式之一在不添加 unique_ptr 的情况下重现更快的结果:

reserve vector

中的房间 
std::vector<Node> nodes;
nodes.reserve(N);

或为 Node

定义自己的 noexcept 移动构造函数 
Node(Node&& other) noexcept
: succ(std::move(other.succ))
, succ_flags(std::move(other.succ_flags))
{}

注意，如果你提供了上面的移动构造函数，而dynamic_bitset的移动构造函数实际上抛出了异常，std::terminate会被调用。

关于c++ - 将 unique_ptr 添加到 vector 中的类会导致 3 倍 boost ，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/31660783/

unique_ptrampcodevectorc++c++11boost

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