我们的问题是,在C语言中i++和++i的性能有区别吗?
c++的答案是什么?
我们的问题是,在C语言中i++和++i的性能有区别吗?
c++的答案是什么?
当前回答
[执行摘要:如果没有特定的理由使用i++,请使用++i。]
对于c++来说,答案有点复杂。
如果i是一个简单类型(不是c++类的实例),那么C给出的答案(“不,没有性能差异”)成立,因为编译器正在生成代码。
但是,如果i是c++类的实例,则i++和++i将调用其中一个操作符++函数。下面是这些函数的标准组合:
Foo& Foo::operator++() // called for ++i
{
this->data += 1;
return *this;
}
Foo Foo::operator++(int ignored_dummy_value) // called for i++
{
Foo tmp(*this); // variable "tmp" cannot be optimized away by the compiler
++(*this);
return tmp;
}
由于编译器不生成代码,而只是调用运算符++函数,因此没有办法优化掉tmp变量及其相关的复制构造函数。如果复制构造函数的开销很大,则会对性能产生重大影响。
其他回答
@Mark:我删除了我之前的答案,因为它有点轻率,仅凭这一点就应该被打反对票。实际上,我认为这是一个很好的问题,因为它问了很多人的想法。
通常的答案是++i比i++快,毫无疑问,但更大的问题是“什么时候应该关心?”
如果增量迭代器所花费的CPU时间小于10%,那么您可能不会在意。
如果增量迭代器所花费的CPU时间百分比大于10%,则可以查看哪些语句正在进行该迭代。看看你是否可以只增加整数而不是使用迭代器。你有可能做到,虽然在某种意义上可能不太理想,但很有可能你会节省花在那些迭代器上的所有时间。
我曾经见过一个例子,其中迭代器增量消耗了超过90%的时间。在这种情况下,采用整数递增法将执行时间减少了这么多。(即优于10倍加速)
我想指出Andrew Koenig最近在Code Talk上发表的一篇出色的文章。
http://dobbscodetalk.com/index.php?option=com_myblog&show=Efficiency-versus-intent.html&Itemid=29
在我们公司,我们也在适用的情况下使用++iter的一致性和性能。但Andrew提出了关于意图与性能的忽略细节。有时我们想用iter++而不是++iter。
所以,首先决定你的意图,如果pre或post不重要,那么使用pre,因为它将有一些性能优势,避免创建额外的对象并抛出它。
下面是自增操作符位于不同转换单元时的基准测试。g++ 4.5编译器。
现在先忽略样式问题
// a.cc
#include <ctime>
#include <array>
class Something {
public:
Something& operator++();
Something operator++(int);
private:
std::array<int,PACKET_SIZE> data;
};
int main () {
Something s;
for (int i=0; i<1024*1024*30; ++i) ++s; // warm up
std::clock_t a = clock();
for (int i=0; i<1024*1024*30; ++i) ++s;
a = clock() - a;
for (int i=0; i<1024*1024*30; ++i) s++; // warm up
std::clock_t b = clock();
for (int i=0; i<1024*1024*30; ++i) s++;
b = clock() - b;
std::cout << "a=" << (a/double(CLOCKS_PER_SEC))
<< ", b=" << (b/double(CLOCKS_PER_SEC)) << '\n';
return 0;
}
O (n)增加
Test
// b.cc
#include <array>
class Something {
public:
Something& operator++();
Something operator++(int);
private:
std::array<int,PACKET_SIZE> data;
};
Something& Something::operator++()
{
for (auto it=data.begin(), end=data.end(); it!=end; ++it)
++*it;
return *this;
}
Something Something::operator++(int)
{
Something ret = *this;
++*this;
return ret;
}
结果
在虚拟机上使用g++ 4.5的结果(计时以秒为单位):
Flags (--std=c++0x) ++i i++
-DPACKET_SIZE=50 -O1 1.70 2.39
-DPACKET_SIZE=50 -O3 0.59 1.00
-DPACKET_SIZE=500 -O1 10.51 13.28
-DPACKET_SIZE=500 -O3 4.28 6.82
O(1)增加
Test
现在让我们看看下面的文件:
// c.cc
#include <array>
class Something {
public:
Something& operator++();
Something operator++(int);
private:
std::array<int,PACKET_SIZE> data;
};
Something& Something::operator++()
{
return *this;
}
Something Something::operator++(int)
{
Something ret = *this;
++*this;
return ret;
}
它对增量没有任何影响。这模拟了增量具有恒定复杂度的情况。
结果
结果现在变化很大:
Flags (--std=c++0x) ++i i++
-DPACKET_SIZE=50 -O1 0.05 0.74
-DPACKET_SIZE=50 -O3 0.08 0.97
-DPACKET_SIZE=500 -O1 0.05 2.79
-DPACKET_SIZE=500 -O3 0.08 2.18
-DPACKET_SIZE=5000 -O3 0.07 21.90
结论
属性
如果不需要前一个值,请养成使用预递增的习惯。即使与内置类型保持一致,您也会习惯它,如果您用自定义类型替换内置类型,也不会有遭受不必要性能损失的风险。
Semantic-wise
i++表示递增i,但我对之前的值感兴趣。 ++i表示自增i,我对当前值感兴趣或者自增i,对之前的值不感兴趣。再说一次,你会习惯的,即使你现在还不习惯。
Knuth。
过早的优化是万恶之源。过早的悲观也是如此。
i++有时比++ I快!
对于使用ILP(指令级并行)的x86架构,i++在某些情况下可能优于++i。
为什么?因为数据依赖关系。现代cpu可以并行化很多东西。如果接下来的几个CPU周期对i的增量值没有任何直接依赖,CPU可能会省略微码来延迟i的增量,并将其塞到“空闲插槽”中。这意味着您实际上得到了一个“免费”增量。
我不知道ILE在这种情况下走多远,但我认为如果迭代器变得太复杂,并做指针解引用,这可能不会工作。
下面是Andrei Alexandrescu对这个概念的解释:https://www.youtube.com/watch?v=vrfYLlR8X8k&list=WL&index=5
++i比i++快,因为它不返回值的旧副本。
它也更直观:
x = i++; // x contains the old value of i
y = ++i; // y contains the new value of i
这个C语言的例子输出的是“02”而不是你所期望的“12”:
#include <stdio.h>
int main(){
int a = 0;
printf("%d", a++);
printf("%d", ++a);
return 0;
}
c++也是一样:
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
int a = 0;
cout << a++;
cout << ++a;
return 0;
}