std :: array vs数组性能

Question 1

如果我想建立一个非常简单的数组

int myArray[3] = {1,2,3};

我应该std::array改用吗？

std::array<int, 3> a = {{1, 2, 3}};

与常规方法相比，使用std :: array有什么优势？表现更好吗？只是更易于处理以进行复制/访问？

Question 2

std::array与通常相比，使用有什么好处？

它具有友好的值语义，因此可以按值传递给函数或从函数返回。它的界面使查找大小以及与基于STL样式的迭代器的算法结合使用更加方便。

表现更好吗？

应该完全一样。根据定义，它是一个简单的聚合，其中包含数组作为其唯一成员。

只是更易于处理以进行复制/访问？

是。

Question 3

Astd::array是围绕C样式数组的非常薄的包装器，基本上定义为

template<typename T, size_t N>
class array
{
public:
    T _data[N];
    T& operator[](size_t);
    const T& operator[](size_t) const;
    // other member functions and typedefs
};

它是一个聚合，它使您几乎可以像基本类型一样使用它（即，您可以传递值，赋值等，而标准C数组不能被赋值或直接复制到另一个数组）。您应该看一下一些标准实现（从您喜欢的IDE跳转到定义或直接打开<array>），它是C ++标准库的一部分，非常易于阅读和理解。

Question 4

std::array 被设计为C数组的零开销包装器，为它提供了“正常”值，就像其他C ++容器的语义一样。

在您仍然可以享受额外功能的同时，您应该不会注意到运行时性能有任何差异。

如果您手边有C ++ 11或boost，那么最好使用std::array而不是int[]样式数组。

Question 5

表现更好吗？

应该完全一样。根据定义，它是一个简单的聚合，其中包含数组作为其唯一成员。

这种情况似乎更加复杂，因为std::array根据特定平台，与C阵列相比，并非总是产生相同的汇编代码。

我在Godbolt上测试了这种特定情况：

#include <array>
void test(double* const C, const double* const A,
          const double* const B, const size_t size) {
  for (size_t i = 0; i < size; i++) {
    //double arr[2] = {0.e0};//
    std::array<double, 2> arr = {0.e0};//different to double arr[2] for some compiler
    for (size_t j = 0; j < size; j++) {
      arr[0] += A[i] * B[j];
      arr[1] += A[j] * B[i];
    }
    C[i] += arr[0];
    C[i] += arr[1];
  }
}

GCC和Clang为C-array版本和std::array版本生成相同的汇编代码。

但是，MSVC和ICPC对于每个阵列版本都会产生不同的汇编代码。（我用-Ofast和-Os; MSVC-Ox和测试了ICPC19 -Os）

我不知道为什么会这样（我确实希望std :: array和c-array的行为完全相同）。也许采用了不同的优化策略。

还有一点：ICPC中似乎有一个错误

#pragma simd

在某些情况下使用c数组时进行矢量化处理（c数组代码产生错误的输出；该std::array版本工作正常）。

不幸的是，我还没有一个最小的工作示例，因为我在优化相当复杂的代码时发现了这个问题。

当我确定我不只是误解了C-array /std::array和的内容时，我将向英特尔提交错误报告#pragma simd。

Question 6

std::array具有值语义，而原始数组则没有。这意味着您可以将std::array其复制并像原始值一样对待。您可以按值或作为函数参数引用来接收它们，也可以按值返回它们。

如果您从不复制std::array，则与原始数组没有任何性能差异。如果确实需要进行复制，那么std::array将做正确的事情，并且仍应提供相同的性能。