[c++][STL][array][vector]c++에서 copy함수로 배열, 벡터 복제하기(다차원 가능), for과 copy 비교

배열 복제의 경우 가장 간단한 방법은 for문을 사용한 방법이다.

사실 가장 확실하며 실수할 가능성도 없다. 코드가 길어질 뿐이지만 이도 함수를 사용하면 뭐 큰 차이는 없다.

속도의 이슈가 조금 있다. 이는 아래 본문에서 소개하겠다.

그래서 속도상 이점, 코드상으로 간결함을 추구해서 표준함수를 사용한다. 이게 copy함수이다.

c에서 배열복제는 memcpy라는 매우 로우한 함수를 사용해서 배열을 복재해냈다.

사실 뭐 배열 복제만 하면되니 로우하건말건 크게 중요하진 않다.

그러나 cpp에서는 다른 방식으로 복제할 수 있다.

그대로 c에서 처럼 memcpy를 써도 큰 문제는 없다.

그러나 이 방식은 cpp에서 권장하는 방식이 아니므로 큰 이유가 없다면 cpp에서 권장하는 방법을 사용하자.

인터넷을 뒤져보면 for이 빠르냐 copy를 빠르냐 물어보는 사람이 있다.

거기에 대한 답을 하기전에 먼저 코드를 보도록 하자.

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <ctime>

#define ul unsigned long
#define ARR_SIZE 100*100*100*100

using namespace std;

int arr1[ARR_SIZE];

int arr2[ARR_SIZE];

void set_arr(int *a) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        a[i] = i;
    }
}

void print_arr(int *a) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        cout << a[i] << " ";
        if (i % 10 == 9) {
            cout << endl;
        }
    }
}

int main() {
    ul start, end;

//    set_arr(arr1);

    start = clock();
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        arr2[i] = arr1[i];
    }
    end = clock();

//    print_arr(arr2);

    cout << endl << end - start << "us" << endl;

    return 0;
}

먼저 for문으로 돌려보자. 자료는 100,000,000개로 총 1억개이다.

1억개를 복제하는 코드로 결과를 보고싶으면 저 주석 두개를 지워주면 된다.

참고로 출력을 하게 되면 시간이 좀 많이걸린다. 그래봤자 1분이 걸리지는 않으니 결과를 보고싶다면 보면된다.

약 0.57초 정도 걸린다.

이제 copy함수를 보도록하자.

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <ctime>

#define ul unsigned long
#define ARR_SIZE 100*100*100*100

using namespace std;

int arr1[ARR_SIZE];

int arr2[ARR_SIZE];

void set_arr(int *a) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        a[i] = i;
    }
}

void print_arr(int *a) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        cout << a[i] << " ";
        if (i % 10 == 9) {
            cout << endl;
        }
    }
}

int main() {
    ul start, end;

//    set_arr(arr1);

    start = clock();
    copy(arr1, arr1 + ARR_SIZE, arr2);
    end = clock();

//    print_arr(arr2);

    cout << endl << end - start << "us" << endl;

    return 0;
}

copy함수를 사용해서 시간이 얼마나 걸릴까?

다시 측정 해보도록하자.

0.40초 정도 걸렸다.

전반적으로 보면 for문이 copy보다 느리다는 것을 볼 수 있다.

사실 이는 조건을 조금만 달리하면 좀더 좁힐 수는 있다. 그러나 전반적으로 for문이 copy보다 느리다는 것을 알 수 있다.

이는 언어에서 복사하는 함수를 제공해주는 이유기도 하다.

그러나 사실 알고리즘을 풀거나 이런분은 크게 고민할 필요없이 상황에 맞춰서 쓰면된다.

왜냐하면 보면 알겠지만 for문을 쓰는게 copy보다 느려봣자 1억개에 0.2초밖에 차이가 안난다..

#include <iostream>
#include <algorithm>

#define ARR_SIZE 5

using namespace std;

int arr1[ARR_SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5};
int arr2[ARR_SIZE];

void print_arr(int *arr) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    copy(arr1, arr1 + ARR_SIZE, arr2);

    print_arr(arr2);
    return 0;
}

일차원 배열의 copy를 쓰는것은 memcpy와 매우 비슷하다.

copy(arr1, arr1 + ARR_SIZE, arr2);

첫번째 파라메터로 배열의 시작부분, 두번째로는 배열의 끝부분, 마지막은 복사할 배열의 시작부분을 각각 포인터로 넘겨준다.

실행해보면 복제됬음을 확인할 수 있다.

#include <iostream>
#include <algorithm>
#define ARR_SIZE 5

using namespace std;

int arr1[ARR_SIZE][ARR_SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5,
                                6, 7, 8, 9, 10,
                                11, 12, 13, 14, 15,
                                16, 17, 18, 19, 20,
                                21, 22, 23, 24, 25};

int arr2[ARR_SIZE][ARR_SIZE];

void print_arr(int arr[ARR_SIZE][ARR_SIZE]) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < ARR_SIZE; j++) {
            cout << arr[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
}

int main() {
    copy(&arr1[0][0], &arr1[0][0] + ARR_SIZE * ARR_SIZE, &arr2[0][0]);

    print_arr(arr2);
    return 0;
}

기본적으로는 비슷한데 다차원부터는 상황이 조금 다르다. 위처럼 써줘야한다.

copy(&arr1[0][0], &arr1[0][0] + ARR_SIZE * ARR_SIZE, &arr2[0][0]);

1차원도 사실위처럼 할 수 있는데 그렇게 할 필요가 없는것이고 2차원부터는 위처럼 하지 않으면 런타임 에러가 난다.

&arr1[0][0] + ARR_SIZE * ARR_SIZE

여기서 배열에 행과 열을 곱하고 더해준 크기만큼을 해야 완벽히 복제된다.

이는 memcpy도 동일하다.

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

#define ARR_SIZE 5

using namespace std;

vector<int> arr1;
vector<int> arr2;

void set_arr(vector<int> &v) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        v.push_back(i);
    }
}

void print_arr(vector<int> arr) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    set_arr(arr1);
    arr2.resize(ARR_SIZE);
    copy(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

    print_arr(arr2);
    return 0;
}

배열을 쓰는 방법은 위의 배열과 마찬가지로 포인터를 넘겨야한다.

copy(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

그래서 시작 포인터와 끝 포인터를 넘겨야 하니 begin함수와 end함수를 호출해준다.

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>

#define ARR_SIZE 5

using namespace std;

vector<vector<int>> arr1;
vector<vector<int>> arr2;

void set_arr(vector<vector<int>> &v) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        v.push_back(vector<int>());
        for (int j = 0; j < ARR_SIZE; j++) {
            v[i].push_back(i * j + i + j);
        }
    }
}

void print_arr(vector<vector<int>> arr) {
    for (int i = 0; i < ARR_SIZE; i++) {
        for (int j = 0; j < ARR_SIZE; j++) {
            cout << arr[i][j] << "\t";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    set_arr(arr1);
    arr2.resize(ARR_SIZE, vector<int>(ARR_SIZE));
    copy(arr1.begin(), arr1.end(), arr2.begin());

    print_arr(arr2);
    return 0;
}

다행이도 다차원 벡터는 사용하는 방법이 똑같다. 좋아.