移动语义较慢然后复制 c++

Question

我写了一个比较移动和测试语义的小测试：

#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <chrono>
#include <iomanip>

using namespace std;

int main()
{

    int lenLeft = 3;
    int lenMid = 3;
    vector<int> lenVec{10,100,1000,static_cast<int>(1e4),static_cast<int>(1e5),static_cast<int>(1e6),static_cast<int>(1e7)};
    int reps = 100;
    vector<double>delta_t_move;
    vector<double>delta_t_copy;


    //move
    cout<<"move"<<endl;
    {

        for(int len : lenVec)
        {
            auto startTime = std::chrono::high_resolution_clock::now();

            for(int i = 0; i<reps;i++)
            {
                vector<int> leftVec(len,0);

                vector<int> rightVec;
                move(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end(),std::back_inserter(rightVec));
                leftVec.erase(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end());

                vector<int> midVec;
                std::move(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,std::back_inserter(midVec));
                leftVec.erase(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid);
            }

            auto endTime = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            std::chrono::duration<double> elapsed = endTime - startTime;
            delta_t_move.push_back(elapsed.count());
        }
    }

    //copy
    cout<<"copy"<<endl;
    {

        for(int len : lenVec)
        {

            auto startTime = std::chrono::high_resolution_clock::now();

            for(int i = 0; i<reps;i++)
            {
                vector<int> leftVec(len,0);

                vector<int> rightVec = vector<int>(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end());
                leftVec.erase(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end());

                vector<int> midVec = vector<int>(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid);
                leftVec.erase(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid);
            }

            auto endTime = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            std::chrono::duration<double> elapsed = endTime - startTime;
            delta_t_copy.push_back(elapsed.count());
        }
    }

    for(int i = 0; i<lenVec.size();i++)
    {
        cout<<"lenVec = "<<setw(40)<<lenVec.at(i)<<"\t\t : delta_t_copy/delta_t_move = "<< delta_t_copy.at(i)/delta_t_move.at(i)<<endl;
    }


    return 0;
}

我得到的这个程序的输出是：

move
copy
lenVec = 10 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.431172
lenVec = 100 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.257102
lenVec = 1000 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.166006
lenVec = 10000 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.108573
lenVec = 100000 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.113769
lenVec = 1000000 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.134912
lenVec = 10000000 : delta_t_copy/delta_t_move = 0.133874

我将大小为 len 的初始向量拆分为 3 部分。第一条长度3，中间一条长度3，其余尺寸len-6。我的结果表明复制语义比移动语义快得多。

我用的是MSVC2015。

知道这怎么可能是真的吗？什么情况下移动语义更快？

Answer 1

您的基准测试有缺陷且不精确。

首先，您从未提及您使用的是什么编译器标志 - 您是否启用了优化？
最大的问题是您使用的是 int 元素的向量。 int 移动在性能方面等同于 int 复制。
为了获得正确和完整的基准测试，您还应该尝试 g++ 和 clang++。
您没有在任何地方呼叫 std::vector<T>::reserve。
虽然不太可能，但不能保证编译器不会积极优化您的循环（例如展开或融合多个循环）.

您还在 "copy" 基准测试中执行了一些不必要的操作：

vector<int> rightVec = vector<int>(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end());    
vector<int> midVec = vector<int>(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid);

为什么不...

vector<int> rightVec(leftVec.begin()+lenLeft+lenMid,leftVec.end());    
vector<int> midVec(leftVec.begin()+lenLeft,leftVec.begin()+lenLeft+lenMid);

...?

Answer 2

除了，让我指出具体导致 "move" 代码路径性能下降的原因。

您的基准归结为这种填充向量的方式之间的区别：

vector<int> rightVec = vector<int>(startIt, endIt);

与这种填充方式对比：

vector<int> rightVec;
move(startIt, endIt, std::back_inserter(rightVec));

因为这只是部分，您的两个代码路径差异很大。

第二个版本预计会慢一些，原因有二：

在第二种情况下，目标向量不知道它应该存储多少元素，因此它必须在您执行插入时不断增长。增长向量很昂贵，因为它涉及重新分配和 copying/moving 先前插入的元素。您可以通过在 move 之前插入适当的 reseve() 调用来消除此缺点。这将大大减少此代码路径上的性能损失。
剩下的小的性能差异将是由于您移动到 back_inserter 导致按元素插入到目标向量，正如在第一个中执行的批量插入所假设的那样案例.

如果您注意减轻这两点的影响，您会观察到运行时间大致相同，因为正如已经指出的那样，移动和复制是 int 元素的等效操作。

移动语义较慢然后复制 c++

move semantics slower then copy c++

move

vector

c++11