C 中的陣列與向量：何時效能真正重要？

C 中陣列和向量之間的效能差異

在使用C 資料結構時，許多開發人員可能遇到避免使用數組的建議，甚至作為該語言的基本資料結構。本文透過將本機 C 數組與標準函式庫容器（特別是 std::vectors）進行比較，探討了此建議的效能影響。

C 陣列的一個問題是動態使用它們時，因為這需要手動記憶體管理。追蹤大小、刪除和管理陣列可能會為程式碼增加不必要的開銷。此外，不鼓勵在堆疊上使用數組，因為缺乏範圍檢查並且在作為指標傳遞時會丟失大小資訊。對於這些情況，最好使用 std::array，它將 C 數組封裝在類別中，提供大小和迭代功能。

但是，當將 std::vector 與原生 C 陣列進行比較時，效能差距可以忽略不計。仔細觀察產生的基本索引、取消引用和增量操作的彙編程式碼就會發現，向量上的這些操作本質上與數組上的操作相同。這些操作涉及記憶體存取和指標操作，這兩種資料結構的執行方式相同。

值得注意的是，使用新的非類別物件或沒有使用者定義建構子的類別分配數組可以提供與 std::vector 相比有一些效能優勢。這是因為 std::vectors 在構造時將所有元素初始化為預設值（例如整數為 0）。如果元素不需要初始值，直接使用陣列可能會稍微更有效。但是，在大多數情況下，性能差異很小。

最終，陣列和 std::vector 之間的選擇取決於應用程式的特定要求。如果需要動態記憶體分配和手動管理，std::vectors 提供了一種更方便、更安全的方法。對於不需要動態功能的靜態數組，原生 C 數組仍然是一個有效的選擇，特別是對於非類別物件和沒有不需要初始值的使用者定義建構函數的類別。

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