c – 为什么size_t和unsigned int比int慢？

/permissive- /GS /GL /W3 /Gy /Zc:wchar_t /Zi /Gm- /O2 /sdl /Fd"x64Releasevc141.pdb" /Zc:inline /fp:precise /D "NDEBUG" /D "_CONSOLE" /D "_UNICODE" /D "UNICODE" /errorReport:prompt /WX- /Zc:forScope /Gd /Oi /MD /Fa"x64Release" /EHsc /nologo /Fo"x64Release" /Fp"x64ReleaseSpeedTestForIntegerTypes.pch" /diagnostics:classic

代码本身：

#include <ctime>
#include <vector>
#include <iostream>

void sort(int N,int A[],int WorkArray[]) // exchange sort
{
    int i,j,index,val_min;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        val_min = 500000;
        for (i = j; i < N; i++)
        {
            if (A[i] < val_min)
            {
                val_min = A[i];
                index = i;
            }
        }
        WorkArray[j] = A[j];
        A[j] = val_min;
        A[index] = WorkArray[j];
    }
}

int main()
{
    std::vector<int> A(400000),WorkArray(400000);
    for(size_t k = 0; k < 400000; k++)
        A[k] = 400000 - (k+1);

    clock_t begin = clock();

    sort(400000,&A[0],&WorkArray[0]);

    clock_t end = clock();
    double sortTime = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    std::cout << "Sort time: " << sortTime << std::endl;
    return 0;
}

WorkArray只需要在排序之前保存向量.
关键是,这次排序花了我22.3秒才完成.有趣的是,如果我将类型int更改为size_t,用于数组A,WorkArray(在std :: vector和函数排序的参数列表中),以及val_min,则时间增加到67.4！这慢了三倍！新代码如下：

#include <ctime>
#include <vector>
#include <iostream>

void sort(int N,size_t A[],size_t WorkArray[]) // exchange sort
{
    int i,index;
    size_t val_min;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        val_min = 500000U;
        for (i = j; i < N; i++)
        {
            if (A[i] < val_min)
            {
                val_min = A[i];
                index = i;
            }
        }
        WorkArray[j] = A[j];
        A[j] = val_min;
        A[index] = WorkArray[j];
    }
}

int main()
{
    std::vector<size_t> A(400000),&WorkArray[0]);

    clock_t end = clock();
    double sortTime = double(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    std::cout << "Sort time: " << sortTime << std::endl;
    return 0;
}

请注意,我仍然为函数局部变量i,N保留类型int,因此在两种情况下,只有两个算术运算i和j应该花费相同的时间.因此,这种放缓与其他原因有关.它与内存对齐问题或寄存器大小或其他内容有关吗？

但最令人发指的部分是当我将int更改为unsigned int时. unsigned int和int都占用相同的字节数,即4(sizeof显示).但是unsigned int的运行时间是65.8秒！虽然第一个结果有点可以接受,但第二个结果让我很困惑！为什么运行这样一个甚至不涉及符号检查的简单算法所需的时间差别如此之大？

感谢所有人都解决了这两个问题.我在哪里可以开始阅读有关这些硬件级优化特性的更多信息？我不关心排序算法本身,它仅用于说明问题.

更新：再一次,我强调在所有三种情况下我都使用int作为数组索引.