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
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。
其他回答
@wilhelmtell
编译器可以省略临时对象。从另一个线程逐字逐句:
c++编译器允许消除基于堆栈的临时对象,即使这样做会改变程序行为。MSDN链接vc8:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms364057 (VS.80) . aspx
有意的问题是关于什么时候结果是未使用的(这从C的问题中很明显)。有人能解决这个问题吗,因为这个问题是“社区维基”?
关于过早优化,Knuth经常被引用。这是正确的。但是Donald Knuth永远不会用你现在看到的那些可怕的代码来辩护。见过Java整数(不是int)中的a = b + c吗?这相当于3次装箱/开箱转换。避免这样的事情很重要。无用地写i++而不是++i也是同样的错误。 编辑:正如phresnel在评论中所言,这可以总结为“过早的优化是邪恶的,过早的悲观也是”。
甚至人们更习惯于i++这一事实也是一个不幸的C遗产,是由K&R的一个概念错误造成的(如果你遵循意图论点,这是一个合乎逻辑的结论;为K&R辩护因为他们是K&R是毫无意义的,他们很伟大,但作为语言设计师他们并不伟大;C设计中存在无数错误,从gets()到strcpy(),再到strncpy() API(它应该从第一天开始就有strlcpy() API)。
顺便说一句,我是那些不太习惯c++的人之一,觉得c++ I读起来很烦人。尽管如此,我仍然使用它,因为我承认它是正确的。
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
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。