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

@Ketan

...加薪忽略了关于意图和性能的细节。有时我们想用iter++而不是++iter。

Obviously post and pre-increment have different semantics and I'm sure everyone agrees that when the result is used you should use the appropriate operator. I think the question is what should one do when the result is discarded (as in for loops). The answer to this question (IMHO) is that, since the performance considerations are negligible at best, you should do what is more natural. For myself ++i is more natural but my experience tells me that I'm in a minority and using i++ will cause less metal overhead for most people reading your code.

毕竟,这就是语言不叫“c++ C”的原因。[*]

[*]插入关于c++ C是一个更合乎逻辑的名称的必要讨论。

其他回答

说编译器不能优化掉后缀情况下的临时变量副本是不完全正确的。用VC进行的快速测试表明,至少在某些情况下,它可以做到这一点。

在下面的例子中,生成的代码对于前缀和后缀是相同的,例如:

#include <stdio.h>

class Foo
{
public:

    Foo() { myData=0; }
    Foo(const Foo &rhs) { myData=rhs.myData; }

    const Foo& operator++()
    {
        this->myData++;
        return *this;
    }

    const Foo operator++(int)
    {
        Foo tmp(*this);
        this->myData++;
        return tmp;
    }

    int GetData() { return myData; }

private:

    int myData;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    Foo testFoo;

    int count;
    printf("Enter loop count: ");
    scanf("%d", &count);

    for(int i=0; i<count; i++)
    {
        testFoo++;
    }

    printf("Value: %d\n", testFoo.GetData());
}

无论您使用的是++testFoo还是testfoo++,都将得到相同的结果代码。事实上,无需从用户读取计数,优化器将整个事情归结为一个常数。所以这个:

for(int i=0; i<10; i++)
{
    testFoo++;
}

printf("Value: %d\n", testFoo.GetData());

结果如下:

00401000  push        0Ah  
00401002  push        offset string "Value: %d\n" (402104h) 
00401007  call        dword ptr [__imp__printf (4020A0h)] 

因此,虽然后缀版本肯定会更慢,但如果你不使用它,优化器可能会足够好,可以摆脱临时副本。

当您将操作符视为值返回函数以及它们的实现方式时,++i和i++之间的性能差异将更加明显。为了更容易理解发生了什么,下面的代码示例将使用int,就像它是一个结构体一样。

++i对变量加1,然后返回结果。这可以就地完成,并且只需要最少的CPU时间,在许多情况下只需要一行代码:

int& int::operator++() { 
     return *this += 1;
}

但是i++就不一样了。

后递增(i++)通常被视为在递增之前返回原始值。但是,函数只能在完成时返回结果。因此,有必要创建一个包含原始值的变量的副本,增加变量,然后返回包含原始值的副本:

int int::operator++(int& _Val) {
    int _Original = _Val;
    _Val += 1;
    return _Original;
}

当增量前和增量后之间没有功能差异时,编译器可以执行优化,使两者之间没有性能差异。但是,如果涉及到结构或类等复合数据类型,则在增量后调用复制构造函数,如果需要深度复制,则不可能执行此优化。因此,前增量通常比后增量更快,需要的内存更少。

即使在没有性能优势的内置类型上也应该使用++i的原因是为了给自己养成一个好习惯。

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。

@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)