В чем разница foreach и std::for_each в с++?

16 февраля 2021, 17:40

Я новичок в C++

Читаю пример и наткрулся на такую конструкцию std::for_each и не понял, зачем она нужна когда есть стандартный for(val v : array)?

Протестировал на время выполнения

#include <array>
#include <iostream>

#include <chrono>
#include <android/log.h>
#include <thread>
#include <fstream>
#include <utility>
using namespace std;
using namespace std::chrono;
void testDeleteIt() {
    std::vector<int> workers;
    for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
        workers.push_back(i);
    }
    int count = 0;
    high_resolution_clock::time_point t1 = high_resolution_clock::now();
    for (int &i : workers) {
        count += i;
    }
    __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "HERE", "HERE ::: %s", std::to_string(count).c_str());
    count = 0;
    long long int duration = duration_cast<microseconds>(high_resolution_clock::now() - t1).count();
    __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "TIME1", "TIME 1::: %s", std::to_string(duration).c_str());
    high_resolution_clock::time_point t2 = high_resolution_clock::now();

    std::for_each(workers.begin(), workers.end(), [&count](int &i) -> void {
        count += i;
    });
    count = 0;
    __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "HERE", "HERE ::: %s", std::to_string(count).c_str());
    duration = duration_cast<microseconds>(high_resolution_clock::now() - t2).count();
    __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, "TIME2", "TIME 2 ::: %s", std::to_string(duration).c_str());
}

И получилось, что стандартный цикл выполныется почти в 2 раза быстрее

TIME 1::: 10102
TIME 2 ::: 18459

И плюс в std::for_each еще и заморочки с лямбдой

Так в чем тогда его преимущество?

Answer 1

Читаю пример и наткнулся на такую конструкцию std::for_each и не понял, зачем она нужна когда есть стандартный for(val v : array)?

Все просто - std::for_each появился как минимум на 10 лет раньше. Поэтому, да, теперь есть стандартный for. Но Вы не единственный, кто задается таким вопросом.

Но есть несколько особенностей. std::for_each умеет несколько дополнительных возможностей.

std::for_each умеет работать с произвольным диапазоном, заданный двумя итераторами. Стандартный for умеет только begin-end.
std::for_each можно перегрузить для своего типа и сделать цикл "быстрее" - потому что функция будет знать внутренности вашего типа.
А ещё в 17 стандарт подвезли execution_policy. А это значит, что легким движением можно сделать for_each "многопоточным" и контейнер будет обрабатываться значительно быстрее.

В ответе вы тестируете суммирование. Тогда используйте std::accumulate. У меня есть подозрение, что в первом случае компилятор разобрался, что Вы именно суммируете и просто заменил на формулу "суммы ряда". Clang так точно умеет. В этом случае сравнивать производительность двух циклов немного некорректно.

Answer 2

Вообще то стандартные алгоритмы(и не только) существуют для того, чтобы каждый раз не написать в ручную код, который уже написан в лучшем виде. Если утверждать, что std::for_each не нужен, то с таким успехом можно утверждать, что ни один стандартный алгоритм не нужен. Ведь всегда можно написать самому и алгоритм и класс, заменяющий стандартный... Кроме того std::for_each возвращает свой аргумент функтор, в котором может хранится важная информация. Написать в ручную то же самое можно, но часто проще и надежнее(во избежании ошибок) использовать именно стандартный алгоритм. В указанном вами конкретном примере, думаю уместнее обходиться без него.

p.s. кроме того For-цикл по коллекции появился позже, чем этот алгоритм. И еще... пример, где можно работать с конкретным диапазоном, без использования std::for_each

int m[6] = {2, 4, 6, 8, 10, 11};
for (int& i : m) {
    static size_t k = 0;
    if (k && k <= 3)
        ++i;
    ++k;
}

По этому примеру очевидно, что если последовательность будет состоять из 10000 элементов, а нам нужно обрабатывать какой то маленький диапазон , то все равно нужно пройтись по всем и еще каждый раз проверять условие, что намного дороже чем в std::for_each передать именно этот диапазон, и таким образом рассмотреть только этот диапазон