Question

在我的程序代码中，存在各种相当小的对象，范围从一个字节或2到大约16。 Vector2（2 * T），Vector3（3 * T），Vector4（4 * T），ColourI32（4），LightValue16（2），Tile（2）等（括号中的字节大小）。

进行了一些分析（基于样本），这导致了一些比预期更慢的函数，例如

//4 bits per channel natural light and artificial RGB
class LightValue16
{
...
    explicit LightValue16(uint16_t value);
    LightValue16(const LightValueF &);
    LightValue16(int r, int g, int b, int natural);

    int natural()const;
    void natural(int v);
    int artificialRed()const;
    ...
    uint16_t data;
};
...
LightValue16 World::getLight(const Vector3I &pos)
{ ... }

此函数通过几个数组进行一些数学运算来查找值，其中一些默认值位于世界的填充部分之上。内容很好地内联，看着反汇编看起来尽可能好。有大约100个指令。然而有一点是突出的，在所有返回网站上它实现了类似的东西：

mov eax, dword pyt [ebp + 8]
mov cx, word ptr[ecx + edx * 2] ; or say mov ecx, Fh
mov word ptr [eax], cx
pop ebp
ret 10h

对于x64，我看到了几乎相同的东西。我没有检查我的GCC构建，但我怀疑它几乎完全相同。

我做了一些实验，并使用uint16_t返回类型找到了。它实际上导致了World :: getLight函数内联（看起来几乎相同的核心80指令左右，没有条件/循环不同的作弊）和我正在调查的外部函数的总CPU使用率从16.87 ％到14.04％虽然我可以根据具体情况来做这件事（同时尝试强制内联的东西），有什么实际的方法可以避免这样的性能问题开始吗？甚至可能在整个代码中加快几个百分点？

我刚才能想到的最好的方法是在这种情况下使用原始类型（＆lt; 4或者8字节对象）并将所有当前成员的东西移动到非成员函数中，所以更像是在C中完成的，只是使用命名空间。

考虑到这一点，我想在“t foo（浮动x，浮动y，浮动z）”之类的“t foo（const Vector3F＆amp; p）”之类的东西经常会花费成本吗？如果是这样，通过广泛使用const＆amp;的程序，它是否会增加显着差异？

Answer 1

看看Itanium C++ ABI。虽然您的计算机肯定没有Itanium处理器，但gcc对x86和x86-64 ABI进行了非常类似于Itanium ABI的建模。链接部分说明了

但是，如果返回值类型具有非平凡的复制构造函数或析构函数，则[返回调用者提供的内存发生]

要找出非平凡的复制构造函数或析构函数的含义，请查看What are Aggregates and PODs and how/why are they special?，并查看类的规则是“可以轻易复制”的。在您的情况下，问题是您定义的复制构造函数。它根本不需要，编译器将合成一个复制构造函数，只需根据需要分配data成员。如果你想明确声明你想要一个拷贝构造函数，并且你正在使用C ++ 11，你也可以把它写成默认函数，这不会使它变得非常重要：

LigthValue16(const LightValue16 & other) = default;

Answer 2

在对这个问题的评论中，已经有很多讨论，是否允许编译器将class LightValue16作为您所分析函数的简单uint16_t来处理。

如果你的类没有特殊的魔法（比如虚函数）和，整个类对于分析的函数是可见的，编译器可以生成100％同等的代码高效然后只使用`uint16_t类型。

问题是“可以”。尽管所有体面的编译器通常都会生成100％的快速代码，但偶尔也会出现一些优化情况，或者至少生成的代码会有所不同。它可能只是一个启发式参数的变化（例如内联不会被应用，因为在某些优化步骤中只有一点点代码因为类而保留）或者某些优化过程在这个阶段真的需要一个简单的数字类型，这甚至不是编译器中的真正错误。例如，如果您添加“模板＆lt; bool NotUsed＆gt;”在上面的课程中，这可能会改变编译器中的优化步骤，尽管语义上你的程序不会改变。

因此，如果您想100％确定，请直接使用int或double。但是在90％的时间内，它将以100％的速度快速增长，仅在10％的情况下，它只有90％的性能，应该是O.K.所有用例的99％（但不是100％）。

C ++小对象性能

2 个答案: