C++性能系列之map的使用误区

代码逻辑的实现需要键值对的时候我们喜欢偷懒，声明了不少map类型的局部变量，完全没有意识到map的真正用途。map是平衡二叉树，适用于快速检索。由于二叉平衡树插入机制以及内存分配的原因，它不适合频繁的内存操作，包括声明map对象、插入数据、删除数据。正确的用法是首先把所有的数据加工处理准备好，然后交给map存储，以便检索。C++11新的C++标准库加入了一个名为unordered_map的类型库，字面意义像是不排序，实际上它也不适合用作局部变量。下面测试代码一起进行压力测试看看。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

using namespace std;
#define MAP_STRESSING 512
#define ARRAY_STRESSING 8096


typedef struct 
{
    int age;
    char sex;
    int a1;
    int a2;
    int a3;
    int a4;
    int a5;
    int a6;
    int a7;
    int a8;
}student_t,*pstudent_t;

typedef struct 
{
    int id;
    student_t students[ARRAY_STRESSING];
}school_t,*pschool_t;

void test_map();
void test_unordered_map();
void test_array_index();
void test_array_pointer();
void test_array_reference();

int main()
{
    clock_t time1=clock();
    clock_t time2=0;
    cout.setf(ios::fixed);
    cout<<"map测试：开始。"<cout<<"map测试："<8)<"毫秒。"<cout<<"unordered_map测试：开始。"<cout<<"unordered_map测试："<8)<"毫秒。"<cout<<"array_index测试：开始。"<cout<<"array_index测试："<8)<"毫秒。"<cout<<"array_reference测试：开始。"<cout<<"array_reference测试："<8)<"毫秒。"<cout<<"array_pointer测试：开始。"<cout<<"array_pointer测试："<8)<"毫秒。"<"pause");
    return 0;
}

void test_map()
{
    map<int,map<int,student_t>> schools;
    for(int i=0;imap<int,student_t> students;
        for(int j=0;j'F';
            students[j].a1=j;
            students[j].a2=j;
            students[j].a3=j;
            students[j].a4=j;
            students[j].a5=j;
            students[j].a6=j;
            students[j].a7=j;
            students[j].a8=j;
        }
        schools[i]=students;
    }
}

void test_unordered_map()
{
    unordered_map<int,unordered_map<int,student_t>> schools;
    for(int i=0;iunordered_map<int,student_t> students;
        for(int j=0;j21;
            students[j].sex='F';
            students[j].a1=j;
            students[j].a2=j;
            students[j].a3=j;
            students[j].a4=j;
            students[j].a5=j;
            students[j].a6=j;
            students[j].a7=j;
            students[j].a8=j;
        }
        schools[i]=students;
    }
}

void test_array_index()
{
    shared_ptr schools(new school_t[ARRAY_STRESSING]);
    pschool_t pschools=schools.get();
    for(int i=0;ifor(int j=0;j'F';
            pschools[i].students[j].a1=j;
            pschools[i].students[j].a2=j;
            pschools[i].students[j].a3=j;
            pschools[i].students[j].a4=j;
            pschools[i].students[j].a5=j;
            pschools[i].students[j].a6=j;
            pschools[i].students[j].a7=j;
            pschools[i].students[j].a8=j;
        }
    }
}

void test_array_reference()
{
    shared_ptr schools(new school_t[ARRAY_STRESSING]);
    pschool_t pschools=schools.get();
    school_t& obj1=pschools[0];
    student_t& obj2=pschools[0].students[0];
    for(int i=0;ifor(int j=0;j'F';
            obj2.a1=j;
            obj2.a2=j;
            obj2.a3=j;
            obj2.a4=j;
            obj2.a5=j;
            obj2.a6=j;
            obj2.a7=j;
            obj2.a8=j;
        }
    }
}

void test_array_pointer()
{
    shared_ptr schools(new school_t[ARRAY_STRESSING]);
    pschool_t pschools=schools.get();
    pschool_t pobj1=nullptr;
    pstudent_t pobj2=nullptr;
    for(int i=0;iid=i;
        for(int j=0;jstudents[j];
            pobj2->age=j;
            pobj2->sex='F';
            pobj2->a1=j;
            pobj2->a2=j;
            pobj2->a3=j;
            pobj2->a4=j;
            pobj2->a5=j;
            pobj2->a6=j;
            pobj2->a7=j;
            pobj2->a8=j;
        }
    }
}

运行结果如下图所示：

实验证明，同样的硬件环境与软件环境，同样的262144行数据的压力下，map类型用时13549毫秒，unordered_map类型用时5035毫秒，比map类型要快很多，但是和线性数组相比而言，它的速度不值一提：线程数组用时才5毫秒。
数组检索数据远不及map方便，如何把线性数组做的和map一样使用方便，我的下一篇博客将详细介绍。本文的源代码已经上传到码云上，GIT克隆地址：https://gitee.com/zhuangtaiqiusi/map_perfomance_demo.git。