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
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
其他回答
[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。
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。
是的。有。
++操作符可以定义为函数,也可以不定义为函数。对于基本类型(int, double,…),操作符是内置的,因此编译器可能能够优化您的代码。但对于定义了++运算符的对象,情况就不一样了。
操作符++(int)函数必须创建一个副本。这是因为postfix ++被期望返回一个与它所保存的值不同的值:它必须将其值保存在一个临时变量中,自增其值并返回临时值。在操作符++(),前缀++的情况下,不需要创建一个副本:对象可以自增,然后简单地返回自己。
下面是关于这一点的一个例子:
struct C
{
C& operator++(); // prefix
C operator++(int); // postfix
private:
int i_;
};
C& C::operator++()
{
++i_;
return *this; // self, no copy created
}
C C::operator++(int ignored_dummy_value)
{
C t(*this);
++(*this);
return t; // return a copy
}
每次调用操作符++(int)都必须创建一个副本,编译器对此无能为力。当有选择时,使用运算符++();这样就不需要保存副本。在很多增量(大循环?)和/或大对象的情况下,它可能很重要。
++i -更快,不使用返回值 i++ -使用返回值更快
当不使用返回值时,编译器保证不会在++i的情况下使用临时类型。不保证更快,但保证不会变慢。
当使用返回值i++时,允许处理器同时推送 增量和左侧进入管道,因为它们彼此不依赖。i可能会使管道停止,因为处理器无法启动左侧,直到增量前操作已经蜿蜒完成。同样,也不保证会出现管道失速,因为处理器可能会找到其他有用的东西来插入。
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。