为什么基于模版替换方式的STL居然会比类构建的Delphi 数据结构泛型类库（uDGL）慢这么多？

[riceball]

STL 使用模板替换技术，性能应该比Delphi的类派生机制创建的数据结构泛型类库（uDGL）运行效率要好（原因在于虚函数的调用需要查找VMT表）。当然，内存占用上类派生机制创建的要比模板替换技术占用的内存小。
但是究竟会慢多少？我写个小小的程序小测试一下。难以想象，对于 List 双向链表容器(我改良后的)的插入InsertBegin（整数）算法，uDGL 居然会比VC STL 的快了将近2倍，不过插入字符串比 VC的STL 慢了一点，差距也不太大，一倍不到。对于Array数组容器的插入InsertBegin（整数）算法，uDGL要慢大约将近1倍，而在这里插入字符串却比VC的STL快21倍，古怪，实在古怪，莫非我的 VCSTL 的测试程序有问题（我很久都没有写过C++的代码了！）？按理只有字符串类型才应该比delphi慢些吧（vc string 也是STL类型）。附上 VCSTL的测试过程，请喜欢C++的高手指正。

[riceball]

VCSTLTest.cpp
// disable warning C4786: symbol greater than 255 character,
// okay to ignore
#pragma warning(disable: 4786)
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
#include <map>
#include <Windows.h>

using namespace std;

typedef list<string> STRLIST;
typedef list<int> IntList;
typedef vector<string> StringArray;
typedef vector<int> IntArray;
typedef map<int, int> IntMap;
typedef map<string, string> StringMap;


LARGE_INTEGER FStartCount, FStopCount;

const MaxTestSize = 1000;
typedef char str[100];
int FIntArray[MaxTestSize], FRandomIntArray[MaxTestSize];
string FStrArray[MaxTestSize], FRandomStrArray[MaxTestSize];

//init the test Array data.
//TODO: ShuffleArray for Random array is not implemented yet.
void SetupTest()
{
int i;
str s;


for( i=0; i < MaxTestSize; i++)
{
FIntArray[i] = i;
FRandomIntArray[i] = i;
itoa(i, s, 10);
strcat(s, "Item ");
FStrArray[i] = s;
FRandomStrArray[i] = s;
//cout << FStrArray[i];
};
};

void TestMap_Contains()
{
int i;
typedef pair <int, int> IntPair;
IntMap mapInt;
IntMap::const_iterator IntIter;
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapInt.insert(IntPair(FIntArray[i], FIntArray[i]));
};

cout << "VC,ContainsFirst,map,interger,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
IntIter = mapInt.find(FIntArray[0]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,ContainsLast,map,interger,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
IntIter = mapInt.find(FIntArray[MaxTestSize-1]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,ContainsRandom,map,interger,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
IntIter = mapInt.find(FIntArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,AddAscending,map,interger,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapInt.insert(IntPair(i, FIntArray[i]));
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";
mapInt.clear();
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapInt.insert(IntPair(FIntArray[i], FIntArray[i]));
};
cout << "VC,AddDescending,map,interger,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = MaxTestSize-1; i >= 0; i--) {
mapInt.insert(IntPair(FIntArray[i], FIntArray[i]));
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

//Str
typedef pair <string, string> StrPair;
StringMap mapStr;
StringMap::const_iterator StrIter;
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapStr.insert(StrPair(FStrArray[i], FStrArray[i]));
};
cout << "VC,ContainsFirst,map,string,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
StrIter = mapStr.find(FStrArray[0]);
if (StrIter == mapStr.end()) {
cout << "errror! \n";
exit;
};
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,ContainsLast,map,string,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
StrIter = mapStr.find(FStrArray[MaxTestSize-1]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,ContainsRandom,map,string,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
StrIter = mapStr.find(FStrArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

cout << "VC,AddAscending,map,string,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapStr.insert(StrPair(FStrArray[i], FStrArray[i]));
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";
mapStr.clear();
for (i = 0; i < MaxTestSize; i++) {
mapStr.insert(StrPair(FStrArray[i], FStrArray[i]));
};
cout << "VC,AddDescending,map,string,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for (i = MaxTestSize-1; i >= 0; i--) {
mapStr.insert(StrPair(FStrArray[i], FStrArray[i]));
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";
};

[riceball]

void TestList_Insert()
{
STRLIST List;
STRLIST::iterator iList;
int i;

for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
List.push_front(FStrArray[i]);
};

//FStartTick = GetTickCount();
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
List.push_front(FStrArray[i]);
};
//FStopTick = GetTickCount();
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << "VC,InsertBegin,List,String,";
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

List.clear();
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
List.push_back(FStrArray[i]);
};

QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
List.push_back(FStrArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << "VC,InsertEnd,List,String,";
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

IntList aIntList;

for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntList.push_front(FIntArray[i]);
};

QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntList.push_front(FIntArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << "VC,InsertBegin,List,Integer,";
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

aIntList.clear();
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntList.push_back(FIntArray[i]);
};

QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntList.push_back(FIntArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << "VC,InsertEnd,List,Integer,";
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";
};

void TestVector_Insert()
{
StringArray aVector;
int i;

for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aVector.push_back(FStrArray[i]);
};

cout << "VC,InsertEnd,Array,String,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aVector.push_back(FStrArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart;
cout << "\n";

aVector.clear();
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aVector.push_back(FStrArray[i]);
};
cout << "VC,InsertBegin,Array,String,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aVector.insert(aVector.begin(), FStrArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";

IntArray aIntArray;

for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntArray.push_back(FIntArray[i]);
};

cout << "VC,InsertEnd,Array,Integer,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntArray.push_back(FIntArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart;
cout << "\n";

aIntArray.clear();
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntArray.push_back(FIntArray[i]);
};
cout << "VC,InsertBegin,Array,Integer,";
QueryPerformanceCounter(&FStartCount);
for(i=0; i< MaxTestSize; i++)
{
aIntArray.insert(aIntArray.begin(), FIntArray[i]);
};
QueryPerformanceCounter(&FStopCount);
cout << (FStopCount.QuadPart - FStartCount.QuadPart);
cout << "\n";
};
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
cout << "Lib,Operation,Container,Type,Time\n";
SetupTest();
TestList_Insert();
TestVector_Insert();
TestMap_Contains();
return 0;
}

[SigmaSys]

你的程序我没有仔细看，c++在这个方面是非常有细节可言的。
list是freelist，比较适合分配大容量的chunk组。而delphi的list根本就不是真正的freelist，而是类似C++的vector，即连续内存分配策略。所以你如果希望C++在一个可以估计到大小的vector上有上好的表现,可以考虑使用vector::reserve(size_t)来分配一段内存给vector（因为vector的动态分配的确很麻烦，可以参考STL源码解析得到答案）

string的问题我就暂时没有研究，

另外很重要的，测试效率不要把cout也带在里面。这样是错误的。

[firingme]

Dephi的编译器的质量的确没得说，现在就期待Intel C++能够为C++扳回一城了

[SigmaSys]

Delphi我也用的，只是说几点：
Delphi使用单根继承，使用Mixed in class当然是不行，而这样则便于优化，还有一个问题是类的大小会便大，当然现在没有inside delphi objects，细节不敢说的那么清楚。
Delphi的变量定义都是在最前面定义的，不会出现在函数体中定义的情况。

仅仅这两点，Delphi编译器能不快么？

[liangshixing]

用过SGI的STL你就不这么说了，C++Programming Languae上说了，模板是编译前实现类型识别的，不会影响运行时间的。

[riceball]

to SigmaSys(SigmaSys)
>测试效率不要把cout也带在里面。
在哪儿？请具体指出，谢谢！
事实上，我主要是用delphi，改写delphi范型类库（提速和符合delphi命名规范），这次是春节无事，想起比较一下c++的stl速度而已。
详细请参阅http://www.delphibbs.com/keylife/iblog_show.asp?xid=4640

to liangshixing(梁士兴)
有时间的话我会试一试c++Builder。

[SigmaSys]

sorry，这个是我看错了，只要不在循环中写cout就是正确的。
另外要尝试Sgi的STL库并不一定要用C++builder，用vc7.1下配合STLport即可，很方便的。还有vc7.1的stl库已经做过改善了。如果想把性能发挥到顶级还有一种高级方法，使用STLport（即Sgi STL）中的typeTraits。

我们两个刚好是相反啊，我是以C++为主，delphi只是用一下