std::vector vs. Plain Arrays: avaliação de desempenho

Embora seja comumente acreditado que std::vector opera de forma semelhante a arrays, testes recentes desafiaram essa noção. Neste artigo, examinaremos as diferenças de desempenho entre std::vector e arrays simples e esclareceremos os motivos subjacentes.

Para conduzir os testes, foi implementado um benchmark que envolveu a criação e modificação repetida de grandes arrays de objetos de pixel. Os testes foram realizados usando duas implementações: std::vector e ponteiros brutos simulando arrays simples.

Os resultados iniciais revelaram uma lacuna significativa de desempenho, com std::vector sendo cerca de 3-4 vezes mais lento que os arrays simples.

UseArray completed in 2.619 seconds
UseVector completed in 9.284 seconds
UseVectorPushBack completed in 14.669 seconds

Essa descoberta surpreendente levou a um exame mais detalhado do código. Descobriu-se que a aparente diferença de desempenho resultava do fato de que modificar um elemento no vetor exigia acessá-lo duas vezes: uma vez para redimensionar o vetor e novamente para inicializar o elemento.

Otimizando a implementação do vetor para inicializar cada elemento apenas uma vez, obtivemos um desempenho dramaticamente melhorado:

UseVector completed in 2.216 seconds

Este desempenho revisado agora é comparável ao de arrays simples. É importante observar que a ligeira diferença observada pode ser atribuída a fatores não relacionados à estrutura de dados subjacente.

Concluindo, embora std::vector seja uma estrutura de dados conveniente e versátil, seu desempenho pode ser influenciado por fatores como a maneira pela qual os elementos são inicializados e acessados. Quando o desempenho é crítico, é aconselhável considerar cuidadosamente os requisitos específicos e explorar opções alternativas, como arrays simples ou outras estruturas de dados.