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

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

其他回答

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

[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。

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。

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。

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。