使用 std::array 与数组传递对象数组

Question

今天我正在和我的朋友们讨论在 C++ 中传递对象数组的正确方法。这两者在效率上有什么区别吗：

Struct Apple {
    std::string color;
}

void colors(Apple A[]) {
    A[0].color = "red";
}

int main() {
    Appple apples[10];
    colors(apples);
    return 0;
}

.

Struct Apple {
    std::string color;
}

void colors(std::array<Apple, 10>& A) {
    A[0].color = "red";
}

int main() {
    std::array<Apple, 10> apples;
    colors(apples);
    return 0;
}

Answer 1

Performance-wise，这取决于你数组的大小，你的编译器和使用的编译选项。基准.

当你传递一个常规数组时，它基本上会衰减为一个指针，所以你只有传递一个指针的开销。如果传递 std::array by-copy，则需要复制整个数组。如果你通过引用传递它，那么你就有传递引用的开销（这通常与传递指针相同）。

为了类型安全，我仍然强烈建议您使用 std::array。

Answer 2

Performance-wise，没有。它们都只是在内存地址周围改组，所以性能是一样的。

Style-wise，我总是推荐 std::array 而不是 C 数组。 C 数组仅在 C++ 中用于与旧代码的向后兼容。新东西具有遵循标准容器 class 接口的优点，因此可以与 <algorithm> 和其他库中所有奇特的 STL 通用方法一起使用。它还知道自己的规模，这本身就是一个很大的胜利。

Answer 3

您正在陷入 C 和 C++ 的初学者常见错误 -- 您不能将数组作为参数传递给函数。语言不允许。如果您声明一个以数组作为参数的函数，编译器会（悄悄地）为您将其更改为指针，因为数组可以隐式转换为指针（在大多数地方通常是这样）。

所以你的第一个例子真的是：

void colors(Apple *A) {
    A[0].color = "red";
}

现在很明显你的问题是：传递指针和传递引用在性能上有什么区别吗？

否 -- 引用和指针的实现方式相同 -- 作为地址 -- 因此它们之间的性能没有差异。

Answer 4

这两个函数在 x86_64 上使用 GCC 7.3 生成相同的代码。

此处：https://godbolt.org/g/aguVfF

第一个例子：

void colors(Apple A[]) {
    A[0].color = 12;
}

_Z6colorsP5Apple: 
  mov DWORD PTR [rdi], 12
  ret

第二个例子：

void colors(std::array<Apple, 10>& A) {
    A[0].color = 13;
}

_Z6colorsRSt5arrayI5AppleLm10EE:
  mov DWORD PTR [rdi], 13
  ret

传递内置数组时，它们衰减为指向其第一个元素的指针。此外，当对象通过通常使用指针实现的引用传递时。

因为 std::array 是一个 非常薄的 内置数组包装器，它的地址很可能与其第一个元素的地址相同。编译器的优化器可以看穿它。

您不太可能找到使用 std::array 比内置数组慢的示例，因为 std::array 基本上是包裹在 中的内置数组零成本 语法糖利用编译时信息，内置版本没有（如数组的大小）。

使用 std::array 与数组传递对象数组

Passing object array with std::array vs array

c++

arrays

struct

object

stdarray