C++でクラスをnewしたときとnewしないで使用したときの速度差

Question

C++でクラスを作成した際にそのクラスをvectorに保存して使おうと思っているのですが
クラスをnewして使用したとき、
クラスをnewしないで使用したときに
ずいぶんと速度差が出ました
クラスをデストラクタで破棄しないと言うことがわかっているときは、newしない方がいいのでしょうか

実験したのはVisual Studioで以下のコードです
私のPCでは大体
newしなかった場合の時間:0.37秒.
newした場合の時間:0.47秒.
位の時間が掛かっています(newした方とnewしなかった方と入れ替えても速度差は変わらりませんでした)

ctestdata.h

class ctestdata
{
private:
	int _a;
public:
	void setA(int a);
	void addA();
	int getA();
};

ctestdata.cpp

//とりあえずテストコード
void ctestdata::setA(int a)
{
	_a = a;
}

void ctestdata::addA()
{
	for (int i = 0; i < 100; i++) {
		_a++;
	}
}

int ctestdata::getA()
{
	return _a;
}

main.cpp

int main()
{
	int loopMax = 1000000;
	//--------------------------------------------------------------------------------------------
	std::vector <ctestdata> cbv;
	clock_t start2 = clock();    // スタート時間
	for (int i = 0; i < loopMax; i++) {
		ctestdata  cb;
		cb.setA(1);
		cb.addA();
		cbv.push_back(cb);
	}
	clock_t end2 = clock();     // 終了時間
	std::cout << "newしなかった場合の時間:" << (double)(end2 - start2) / CLOCKS_PER_SEC << "秒.\r\n";

	//--------------------------------------------------------------------------------------------
	std::vector <ctestdata*> cav;
	clock_t start = clock();    // スタート時間
	for (int i = 0; i < loopMax; i++) {
		ctestdata* ca = new ctestdata();
		ca->setA(i);
		ca->addA();
		cav.push_back(ca);
	}
	clock_t end = clock();     // 終了時間
	std::cout << "newした場合の時間:" << (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC << "秒.\r\n";
}

Comments

[dodox86]

Visual StudioのC++だと、デバッグ用、リリース用でnewがさし変わっている可能性は含まれないでしょうかね。オーバーヘッドに差が出るとか。（単なる懸念を述べただけですので、外していたらすみません）

Answer 1

多くのオブジェクト指向言語では、オブジェクトは参照を介してしかアクセスできませんが、C++ではクラスが構造体から発展したという経緯もあってか、直接メモリに置くことができます。

vector <ctestdata>へ直接オブジェクトを書き込んでいく場合、vectorが用意したメモリに直接インスタンスが書き込まれる形となり、newでは行われる「オブジェクト構築のために別途メモリを確保する」ような操作は発生しません。

Comments

[maisumakun]

> クラスをデストラクタで破棄しないと言うことがわかっているときは、newしない方がいいのでしょうか

いえ、newしなくてもコンストラクタ・デストラクタは有効です。

Answer 2

• メモリ確保のコスト: 一般的にnewの方が大きい
• std::vectorに入れるときにコピーするコスト: newの場合、ポインタを1つコピーするだけ。newなしの場合、コピーコンストラクタやコピー代入演算子のコストによる
• std::vectorが伸長するときのコスト: 同様

class ctestdataの場合、インスタンスのコピーはint1つをコピーするのと同等ですから、おそらくポインタのコピーとくらべてコストが同じか低くなります。もし、class ctestdataのサイズがポインタより大きくなった場合(例: int 10個)、全体ではnewの方が早くなる可能性があります。

Answer 3

それはnewしているかどうかの差ではなく、vector::push_back での差です。

push_backする際にcapcityを超える場合、領域を新規に確保してそちらにmoveもしくはcopyしてふるい領域を破棄することを行います。一般に倍々ゲームでcapcityを増やしていきますが、あまりに多くcapcityの伸長がなされる用途にそもそもstd::vectorが向いていないということをこの計測結果は示しています。

そういう用途にはstd::dequeやstd::listの使用を検討してください。

Comments

[yuki23]

それだとnewするほうが時間がかかることの説明になってないのでは

[yumetodo]

move/copyコストの差が見えてるのであってnewのコストは見えていないということが言いたかった