投稿日: 投稿者: admin_wp

new int[]とstd::vectorクラスでの実行速度差

<動作環境>

Intel MacBook Pro 16

 

<メモリ管理>

new int[]方式はメモリの領域管理、特にリリースを自分で管理しなければいけないのでバグの入り込み余地が多いのですが、コンテナクラスを使うことでその可能性を少なくしてくれます。しかし、想像するにパーフォーマンスは落ちるでしょう。ということで比べてみました。

#include <iostream>
#include <utility>
#include <vector>

const int a_size = 1000000*100;

class home
{
    int* m_land;
    int* cp_land;

public:
    explicit home(int size)
        : m_land{new int[size] ()}{}
    
    ~home() { delete [] m_land;}

    home(home&& other);

    int* land() const { return m_land; }

    int* land_cp() const { return cp_land; }

    void copy()
    {
        cp_land = new int[a_size];
        for (int i = 0; i <= a_size; i++)
        {
            cp_land[i] = m_land[i];
        }
    }

    void v_copy()
    {
        std::vector v_int(a_size, 0);
        //std::vector vc_int(a_size);
        //std::copy(v_int.begin(), v_int.end(), vc_int.begin());
        std::vector vc_int = v_int;
    }

    void del()
    {
        delete [] cp_land;
    }
};

home::home(home&& other)
    : m_land{other.m_land}
{
    other.m_land = nullptr;
}


int main()
{
    std::chrono::system_clock::time_point  start, end;
    start = std::chrono::system_clock::now();

    home A{a_size};
    std::cout << "A\'s land address : " << A.land() << std::endl;

    A.copy();
    std::cout << "A\'s cp_land address : " << A.land_cp() << std::endl;
    A.del();

    home B{std::move(A)};
    std::cout << "B\'s land address : " << B.land() << std::endl;

    B.v_copy();

    std::cout << std::endl;
    end = std::chrono::system_clock::now();
    double elapsed = std::chrono::duration_cast(end-start).count();
    std::cout << "elapsed time : " << elapsed << " ms" << std::endl;
}

追加したのはv_copyメソッドとその中でパターンの変更とcopyメソッド使う使わないはソース(35~38行目、69行目の該当行コメントアウト)で対応。

 

<実行結果>

① std::vectorで領域確保だけで２秒近く要している

② 領域のパディングは自動と明示である程度の差がある、new int[]は0でしかできないけど、vectorは任意の値で初期化できるのはアドバンテージ

③ コピーは単純コピーが相対的std::copyより早いけど、それでもマニュアルのforループコピーよりもおよそ２倍（std::copyはおよそ４倍）の時間が掛かる

④ std::copyは実行時間最遅

領域サイズ：100MB

<初期状態：マニュアル(new int[])で領域確保とコピー>
A's land address : 0x7fad25700000
A's cp_land address : 0x7fad05700000
B's land address : 0x7fad25700000

elapsed time : 497 ms


<領域確保：おそらく0埋めされるはず>
A's land address : 0x7f8996700000
A's cp_land address : 0x7f8976700000
B's land address : 0x7f8996700000

elapsed time : 2292 ms


<領域初期化値を明示的に追加>
A's land address : 0x7f8549700000
A's cp_land address : 0x7f8529700000
B's land address : 0x7f8549700000

elapsed time : 2518 ms


<別のstd::vectorにコピー>
A's land address : 0x7fc174f00000
A's cp_land address : 0x7fc154f00000
B's land address : 0x7fc174f00000

elapsed time : 3510 ms


<コピーにstd::copyを使用>
A's land address : 0x7f8b68700000
A's cp_land address : 0x7f8b48700000
B's land address : 0x7f8b68700000

elapsed time : 4396 ms

便利・セキュアさと処理時間は相反するというのは、まあそんなものでしょうか。

ソースは、

https://isehara-3lv.sakura.ne.jp/blog/2022/07/13/右辺値参照の代表的使い方である移譲処理でのパ/

の記事に追加して以下のurlになります。

https://github.com/chateight/c-plusplus/blob/master/move_perform.cpp

 

P.S. @2022/7/21

M1 MacBook Airで同じ処理実行させると処理速度が全く違う。いずれのケースでも１秒以下（700ms程度）で実行されるから、その差はなんだろう？

そのままのソースではコンパイルできないので、#include <chrono>は必要でしたが、それは本質ではない。

可能性としては、コンパイラーのバージョンぐらい(c++11 vs c++20)なのか？MacBook Pro 16のコンパイルオプションを-std=c++20にしても変わらないからそうじゃないよね。だとすると処理系の差？

 

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