質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

88.10%

[コンテナクラス]vectorの要素に短い記述で高速にアクセスしたい。

解決済

回答 1

投稿

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 208

score 1

前提・実現したいこと

vectro.atを使用するより、ポインタを使って要素へアクセスした方が遥かに速いのですが、
at以外の方法で何か一行の記述で高速に要素にアクセスできる方法はないのでしょうか。
もし知っていたら共有していただけないでしょうか。

以上、よろしくお願いします。

該当のソースコード

#include <iostream>
#include <vector>
#include <time.h>

using namespace std;

const int NUM_ELEMENTS = 1000;
const int NUM_ROOP = 100000;
int main()
{

    vector<int> vector_int_at(NUM_ELEMENTS);
    vector<int> vector_int_pointer(NUM_ELEMENTS);

    clock_t start = clock();

    for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++) {
        for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; i++) {
            vector_int_at.at(i) = 100;//atを使って配列にアクセス
        }
    }
    clock_t end = clock();     // 終了時間
    std::cout << "duration = " << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "sec.\n";


    start = clock();

    for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++) {
        int* p = &vector_int_pointer[0];
        for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; i++) {
             *p= 100;//要素iを100にする
             p++;//次の配列に進む。
        }
    }
    end = clock();     // 終了時間
    std::cout << "duration = " << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "sec.\n";

    return 0;
}

出力結果

duration = 1.096sec.
duration = 0.16sec

  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 過去に投稿した質問と同じ内容の質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 1

checkベストアンサー

+2

at() はインデックスが有効かどうかの判定処理が入っている分、operator[] やポインタで直接アクセスするより遅くなります。
全部同じ値に埋めたいのであれば、std::fill() を使うのが一番はやいですが、そうでないランダムアクセスであれば、ポインタ経由のアクセスが最速となると思います。

手元で確認したところ、at() と operator[] やポインタで質問者さんの書かれているように4倍以上の差が出ませんでしたが、at() が一番遅いのは当然そうなるかと思います。

一行の記述で高速に要素にアクセスということであれば、[] 演算子によるアクセスでいいのではないでしょうか

benchmark name                       samples       iterations    estimated
                                     mean          low mean      high mean
                                     std dev       low std dev   high std dev
-------------------------------------------------------------------------------
at()                                           100             1     6.55896 s 
                                        64.0391 ms    63.8582 ms    64.2244 ms 
                                        931.751 us    801.186 us    1.09331 ms

operator[]                                     100             1     5.80973 s 
                                        57.4993 ms    57.3212 ms    57.6661 ms
                                        881.166 us    768.317 us    1.02376 ms

data()                                         100             1     3.21944 s
                                        31.4387 ms    31.3449 ms     31.538 ms
                                         493.85 us    447.879 us    581.101 us

std::fill()                                    100             1    489.223 ms
                                        5.27831 ms     5.2461 ms    5.31247 ms
                                        168.613 us    158.597 us    181.088 us

Catch2 でベンチマークを取りました。

#define CATCH_CONFIG_MAIN
#define CATCH_CONFIG_ENABLE_BENCHMARKING
#include <catch2/catch.hpp>

TEST_CASE("std::vector")
{
    using namespace std;
    const int NUM_ELEMENTS = 1000;
    const int NUM_ROOP     = 100000;
    vector<int> v(NUM_ELEMENTS);

    BENCHMARK("at()")
    {
        for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++) {
            for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; i++)
                v.at(i) = 100;
        }
    };

    BENCHMARK("operator[]")
    {
        for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++) {
            for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; i++)
                v[i] = 100;
        }
    };

    BENCHMARK("data()")
    {
        for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++) {
            int *p = v.data();
            for (int i = 0; i < NUM_ELEMENTS; i++) {
                *p = 100;
                p++;
            }
        }
    };

    BENCHMARK("std::fill()")
    {
        for (int j = 0; j < NUM_ROOP; j++)
            std::fill(v.begin(), v.end(), -1);
    };
}

投稿

編集

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2020/12/05 17:29

    ご丁寧にベンチマークを取っていただきありがとうございました。
    試してみたところ、確かにoperatorを使った記述が速かったです。
    ありがとうございました。

    キャンセル

15分調べてもわからないことは、teratailで質問しよう!

  • ただいまの回答率 88.10%
  • 質問をまとめることで、思考を整理して素早く解決
  • テンプレート機能で、簡単に質問をまとめられる

関連した質問

同じタグがついた質問を見る