为微优化人员准备的序言

记住:

程序员浪费了大量的时间去思考或担心程序中非关键部分的速度，而当考虑到调试和维护时，这些提高效率的尝试实际上会产生强烈的负面影响。我们应该忘记小的效率，大约97%的时候:过早的优化是万恶之源。但我们不应该错过这关键的3%的机会。”

(感谢metamorphosis的完整引用)

不要使用C数组来代替向量(或任何东西)，因为你认为它更快，因为它应该是低级别的。你可能错了。

使用默认的向量(或者根据需要使用安全的容器)，然后如果你的分析器说这是一个问题，看看你是否可以优化它，要么使用更好的算法，要么改变容器。

话虽如此，我们可以回到最初的问题。

静态/动态数组?

c++数组类比低级C数组表现得更好，因为它们了解自己很多东西，并且可以回答C数组不能回答的问题。他们能够自己打扫卫生。更重要的是，它们通常是使用模板和/或内联编写的，这意味着在调试中出现的大量代码在发布版本中分解为很少或没有代码，这意味着它们与内置的不太安全的竞争没有区别。

总而言之，它分为两类:

动态数组

使用指向malloc-ed/new-ed数组的指针最多和std::vector版本一样快，但安全性要低得多(参见litb的帖子)。

所以使用std::vector。

静态数组

最好使用静态数组:

和std::array版本一样快 更不安全。

所以使用std::array。

未初始化的内存

有时，使用一个向量而不是一个原始缓冲区招致一个可见的成本，因为向量将在构造时初始化缓冲区，而它所取代的代码没有，正如bernie by在他的回答中所说。

如果是这种情况，那么您可以通过使用unique_ptr而不是vector来处理它，或者，如果这种情况在您的代码线中不是例外，实际上编写一个类buffer_owner，它将拥有该内存，并让您轻松安全地访问它，包括调整它的大小(使用realloc?)或任何您需要的奖励。

当你想要一个未初始化的缓冲区(例如用作memcpy()的目标)时，使用std::vector与使用raw数组肯定会有性能影响。vector将使用默认构造函数初始化其所有元素。原始数组则不会。

c++规范中std:vector构造函数接受count参数(这是第三种形式):

从各种数据源构造一个新容器，可选地使用用户提供的分配器alloc。

使用默认插入的t的count个实例构造容器。

复杂性

2-3)计数线性

原始数组不会产生这种初始化代价。

注意，使用自定义分配器，可以避免vector元素的“初始化”(即使用默认初始化而不是值初始化)。请看这些问题了解更多细节:

这是c++ 11和Boost下vector::resize(size_type n)的行为吗?容器正确吗? 如何避免std::vector<>来初始化它的所有元素?

在c++ 11中使用普通数组的理由就更少了。

从最快到最慢，本质上有3种类型的数组，这取决于它们所具有的特性(当然，实现的质量可以使事情变得非常快，即使是列表中的情况3):

静态的，在编译时大小已知。——std::array<T, N> 动态的，运行时大小已知，从不调整大小。这里的典型优化是，如果数组可以直接分配到堆栈中。——不可用。也许在c++ 14之后，在c++ TS中使用dynarray。在C中有vla 动态的，可在运行时调整大小。——std::向量T > <

为1。常量静态数组，在c++ 11中使用std::array<T, N>。

为2。在运行时指定固定大小的数组，但这不会改变它们的大小，在c++ 14中有讨论，但它已经转移到技术规范，最终由c++ 14制成。

为3。std::vector<T>通常会在堆中请求内存。这可能会影响性能，不过可以使用std::vector<T, MyAlloc<T>>来使用自定义分配器改善这种情况。相对于T mytype[] = new mytype[n];你可以调整它的大小它不会像普通数组那样衰减为指针。

使用上面提到的标准库类型来避免数组退化为指针。如果使用相同的特性集，将节省调试时间，并且性能与普通数组完全相同。

STL is a heavily optimized library. In fact, it's even suggested to use STL in games where high performance might be needed. Arrays are too error prone to be used in day to day tasks. Today's compilers are also very smart and can really produce excellent code with STL. If you know what you are doing, STL can usually provide the necessary performance. For example by initializing vectors to required size (if you know from start), you can basically achieve the array performance. However, there might be cases where you still need arrays. When interfacing with low level code (i.e. assembly) or old libraries that require arrays, you might not be able to use vectors.

假设一个固定长度的数组(例如int* v = new int[1000];vs std::vector<int> v(1000);， v的大小保持固定在1000)，唯一真正重要的性能考虑因素(或者至少对我来说，当我处于类似的困境时)是访问元素的速度。我查了一下STL的向量代码，下面是我的发现:

const_reference
operator[](size_type __n) const
{ return *(this->_M_impl._M_start + __n); }

这个函数肯定会被编译器内联。所以，只要你计划对v做的唯一一件事就是用operator[]访问它的元素，看起来在性能上不应该有任何差别。

为了回应Mehrdad说过的话:

然而，在某些情况下 你仍然需要数组。当 与低级代码(例如: 程序集)或旧的库 需要数组，您可能无法 用向量。

完全不是这样的。向量可以很好地降级为数组/指针，如果你使用:

vector<double> vector;
vector.push_back(42);

double *array = &(*vector.begin());

// pass the array to whatever low-level code you have

这适用于所有主要的STL实现。在下一个标准中，它将被要求工作(即使它现在做得很好)。