按指定字符串列表遍历vector写入文件：哪种实现开销更低？

需要将一个临时std::vector<std::string>的元素，按照给定std::vector<std::string> extensions的顺序写入文件。给定代码如下：

std::vector<std::string> data {
    "jpg  yuvj420p 1080x2400 1:1   9:20",
    "jpeg yuvj420p 1536x2048 72:72 3:4",
    "jpg  yuvj444p 1920x1080 1:1   16:9",
    "png  rgba     150x150   NA    NA",
    // ... 最多还有35（或56？）个元素，均以extensions中的某字符串开头
};
std::vector<std::string> extensions {
    "png", "jpg", "jpeg", // ... 还有2到4个扩展
};
std::ofstream file ("data.txt");

现有两种实现方法：

1. 直接遍历法 #

for (auto& ext : extensions)
{
    for (auto& it : data)
        if (it.starts_with(ext))
            file << it << '\n';
}

2. 使用std::erase_if法 #

for (auto& ext : extensions)
{
    std::erase_if(
        data,
        [&ext](std::string& it) {
            if (it.starts_with(ext)) {
                file << it << '\n';
                return true;
            } else return false;
        }
    );
}

两种方法均可得到符合extensions顺序的文件内容。第二种方法试图避免后续外层循环中重复遍历已写入文件的data元素，但std::erase_if会带来额外开销：包括(data.size() - 已匹配元素数)次谓词调用、元素移动操作，以及extensions.size()次data.erase调用。请问哪种方法的整体开销更低？

结论：直接遍历法开销更低（针对当前场景） #

具体分析： #

• 直接遍历法的开销：
  本质是extensions.size() × data.size()次starts_with调用，没有内存元素移动、删除等操作。虽然会重复遍历已写入的元素，但结合题目里的规模——data最多56个元素，extensions最多6个左右，总调用次数最多56×6=336次，这个量级的字符串前缀判断开销微乎其微，完全可以忽略。

• std::erase_if法的额外成本：
  每次erase_if确实会减少后续遍历的元素数量，但代价是：

  1. 每次匹配到元素后，需要将vector中后续的所有元素向前移动（即使是string的移动语义，也涉及指针、长度等成员的赋值，而非零成本）；
  2. erase操作本身需要调整vector的内部状态；
  3. 逻辑上比直接遍历更复杂，维护成本更高。

  对于只有几十元素的data，这些额外开销的总和，远大于直接遍历多做的几次starts_with判断。

补充： #

如果data的规模达到上万甚至更大，erase_if法减少遍历次数的收益才会超过元素移动的开销，但当前场景完全不需要考虑这种情况。直接遍历法不仅开销更低，代码也更直观易懂。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Erendil