面对查找需求如何选择容器---转载
在写代码的时候，即使编程老手经常会遇到一个不知道如何抉择的事情，面对查询的需求如何选择容器，容器的大小等因素也会困扰我们的选择。为什么呢？新手面对查询往往会直接选择map，因为map是内部是支持查询函数的,但老手知道map是通过复杂性换取查询的性能的（map的实现往往是红黑树），那如果要保存的数据个数不多呢，是否值得使用map这样的容器呢？
最近两天写了几行短小的代码，针对这个问题进行了一测试，测试对vector,map,hash_map三种有代表性的容器进行了测试，测试容器的长度为10，50，100，200，500，1000.测试的方法是使用int作为测试对象，vector的查询使用顺序查找，map和hash_map的查询使用容器的find函数。为了能表现出测试结果，查询测试了1000000次，开始时，查询的数据我用rand函数产生随机数作为查询对象，后来发现好像对查询干扰过大，最后还是使用了顺序数据作为查询对象。
由于测试结果数据枯燥，我在后面再附录上测试的程序。每个测试都作了3次，取平均值给大家看看结果。测试使用的是STLPort，Visual Studio 2003的DEBUG版本。测试结果如下：
表1 各种容器的耗时
容器容纳的尺寸
vector(ms)
map(ms)
hash_map(ms)
10
578
1333
1333
20
1078
1562
1328
50
2520
1921
1328
100
4953
2176
1328
200
9806
2422
1322
500
24437
2739
1323
1000
48827
2942
1317
在容器的数量小于20个的时候，vector的还表现良好，即使有查询的需求，也可以考虑直接选择vector，但当容器的数据超过50个以后、，map的优势就显示出来了。而且当容器的容量继续增大后，map的查询速度增加也很平稳，当然这和map的实现是采取红黑树，查询的时间复杂度是log2(N)有关。而且hash_map（unorder_map）表现只能用稳定高效形容。所以在大部分时候hash_map是我们的首选。
由于测试中有其他的干扰信息，所以测试数据不等于实际效率。这个数据只是一个参考数据。但是我们大致可以得到一些感觉，容器的尺寸小于20时，我们大可以选择vector作为容器。不用选择更加复杂的容器。如果要容纳的对象个数大于50而且需要查询的时候，vector就不要选择了。用更快的容器。对于map和hash_map，优先选择hash_map。当然我说的是STLport的hash_map，不是微软默认的。我在前面《慎用Visual Studio C++默认的hash_map》的文章说明过这个问题了。在此不复述了。
同时测试的是很我还测试一个其他问题，就是swtich case的性能，发现swtich case 的性能基本不会随case的条件增加而增加耗时（懂汇编的要笑话我了，哈哈），而且非常非常非常非常快，所以，如果有时候你追求的极限性能的目标，而且可以用swtich case的时候，可以考虑用这个比较“丑陋”一点的写法。
BTW:《c++编程规范》一书的第76条是，默认使用vector,否则使用其他容器。其中提到了选择容器的3个原则：
1. 正确性事，简单，清晰是第一位的
2. 在必要时考虑效率
3. 尽可能编写事务安全的代码。（注意插入和删除的迭代器失效问题的影响）
附录测试代码如下，我懒得写注释了。偷懒。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <memory.h>
#include <map>
#include <hash_map>
#include <ace/OS.h>
#include <ace/Time_Value.h>
#include <ace/SString.h>
#include <ace/Shared_Memory_MM.h>
#include <ace/Shared_Memory_SV.h>
#include <ace/Mem_Map.h>
#include <ace/SV_Shared_Memory.h>
using namespace std;
const size_t TEST_NUMBER = 100000*10;
void test_findwith_container(size_t container_len)
{
vector<int> int_vector;
map<int,int> int_map;
hash_map<int,int> int_hash;
int_vector.resize(container_len);
int_hash.resize(container_len);
//
for(size_t i = 0;i<container_len;i++)
{
int_vector[i]=i;
int_map[i] = i;
int_hash[i]=i;
}
ACE_Time_Value tvStart(0);
ACE_Time_Value tvEnd(0);
ACE_Time_Value tvPassTime(0);
tvStart = ACE_OS::gettimeofday();
for (size_t i= 0;i<TEST_NUMBER;++i)
{
int find_number = i%container_len;
//
for(size_t j = 0;j<container_len;j++)
{
if (int_vector[j]==find_number)
{
break;
}
}
}
tvEnd = ACE_OS::gettimeofday();
tvPassTime = tvEnd - tvStart;
cout<<"test vector gettimeofday :"<<tvPassTime.msec()<<" "<<endl;
tvStart = ACE_OS::gettimeofday();
for (size_t i= 0;i<TEST_NUMBER;++i)
{
int find_number = i%container_len;
int_map.find(find_number);
}
tvEnd = ACE_OS::gettimeofday();
tvPassTime = tvEnd - tvStart;
cout<<"test map gettimeofday :"<<tvPassTime.msec()<<" "<<endl;
tvStart = ACE_OS::gettimeofday();
for (size_t i= 0;i<TEST_NUMBER;++i)
{
int find_number = i%container_len;
int_hash.find(find_number);
}
tvEnd = ACE_OS::gettimeofday();
tvPassTime = tvEnd - tvStart;
cout<<"test hash gettimeofday :"<<tvPassTime.msec()<<" "<<endl;
}
//
int main(int argc, ACE_TCHAR* argv[])
{
for (int j=0;j<3;++j)
{
cout<<"container length = 10 "<<endl;
test_findwith_container(10);
cout<<"container length = 20 "<<endl;
test_findwith_container(20);
cout<<"container length = 50 "<<endl;
test_findwith_container(50);
cout<<"container length = 100 "<<endl;
test_findwith_container(100);
cout<<"container length = 200 "<<endl;
test_findwith_container(200);
cout<<"container length = 500 "<<endl;
test_findwith_container(500);
cout<<"container length = 1000 "<<endl;
test_findwith_container(1000);
}
_getch();
return 0;
}
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