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
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。
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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。
++i比i = i +1快,因为在i = i +1中发生了两个操作,第一个递增,第二次将其赋值给一个变量。但是在i++中只进行增量操作。
++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。
两者都一样快;) 如果你想在处理器上进行相同的计算,只是计算的顺序不同。
例如,以下代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
int a = 0;
a++;
int b = 0;
++b;
return 0;
}
生产以下组件:
0x0000000100000f24 <main+0>: push %rbp 0x0000000100000f25 <main+1>: mov %rsp,%rbp 0x0000000100000f28 <main+4>: movl $0x0,-0x4(%rbp) 0x0000000100000f2f <main+11>: incl -0x4(%rbp) 0x0000000100000f32 <main+14>: movl $0x0,-0x8(%rbp) 0x0000000100000f39 <main+21>: incl -0x8(%rbp) 0x0000000100000f3c <main+24>: mov $0x0,%eax 0x0000000100000f41 <main+29>: leaveq .日志含义 0x0000000100000f42 <main+30>: retq
你可以看到,对于a++和b++,它是一个包含助记符,所以它是相同的操作;)
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。