在c++中i++和++i之间有性能差异吗?

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

既然你也要求c++，下面是java的基准测试(用jmh制作):

private static final int LIMIT = 100000;

@Benchmark
public void postIncrement() {
    long a = 0;
    long b = 0;
    for (int i = 0; i < LIMIT; i++) {
        b = 3;
        a += i * (b++);
    }
    doNothing(a, b);
}

@Benchmark
public void preIncrement() {
    long a = 0;
    long b = 0;
    for (int i = 0; i < LIMIT; i++) {
        b = 3;
        a += i * (++b);
    }
    doNothing(a, b);
}

结果表明，即使在某些计算中实际使用了增量变量(b)的值，迫使需要存储额外的值以防止后增量，每个操作的时间也完全相同:

Benchmark                         Mode  Cnt  Score   Error  Units
IncrementBenchmark.postIncrement  avgt   10  0,039   0,001  ms/op
IncrementBenchmark.preIncrement   avgt   10  0,039   0,001  ms/op

2022-02-09 12:27:28

其他回答

是时候给人们提供智慧的宝石了;)-有一个简单的技巧可以让c++的后缀增量表现得和前缀增量几乎一样(为自己发明的，但我在其他人的代码中也看到了它，所以我不是一个人)。

基本上，诀窍是在返回后使用helper类来延迟增量，然后RAII来拯救

#include <iostream>

class Data {
    private: class DataIncrementer {
        private: Data& _dref;

        public: DataIncrementer(Data& d) : _dref(d) {}

        public: ~DataIncrementer() {
            ++_dref;
        }
    };

    private: int _data;

    public: Data() : _data{0} {}

    public: Data(int d) : _data{d} {}

    public: Data(const Data& d) : _data{ d._data } {}

    public: Data& operator=(const Data& d) {
        _data = d._data;
        return *this;
    }

    public: ~Data() {}

    public: Data& operator++() { // prefix
        ++_data;
        return *this;
    }

    public: Data operator++(int) { // postfix
        DataIncrementer t(*this);
        return *this;
    }

    public: operator int() {
        return _data;
    }
};

int
main() {
    Data d(1);

    std::cout <<   d << '\n';
    std::cout << ++d << '\n';
    std::cout <<   d++ << '\n';
    std::cout << d << '\n';

    return 0;
}

Invented用于一些繁重的自定义迭代器代码，它减少了运行时间。前缀vs后缀的成本现在是一个参考，如果这是自定义操作符做大量的移动，前缀和后缀产生了相同的运行时为我。

2018-03-29 20:48:43

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。

2012-03-01 15:38:23

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。