Question

在我的DirectX程序中，我编写了一个循环，它遍历std :: string然后我运行了性能分析器并意识到这个循环消耗了极大的cpu时间。当我运行我的程序时，我有大约1300 FPS。所以我决定用这个做点什么，我把基于范围的循环改为典型的迭代。我的意思是我改变了：

for( char c : std_string_name )

到

for(size_t i=0; i<std_string_name.size(); ++i )
{ char c = std_string_name[i]; }

现在我有大约1900 FPS。这不奇怪吗？

接下来我决定测试迭代器本身，没有任何循环体。下面我给我的测试结果添加了截图链接 str是一个长串， aa，bb，cc是时钟的时间。

void main(){

    for(int i=0;i<10;++i)
        str += str;

    clock_t a, b, c;
    clock_t aa, bb, cc;

    a=clock();
    iter1(str);
    aa = clock() -a ;

    b=clock();
    iter2(str);
    bb=clock()-b;

    c=clock();
    iter3(str);
    cc=clock()-c;

}

void iter1( std::string str ){
    for( char c : str ){
    }
}

void iter2( std::string str ){
    for( char &c : str ){
    }
}

void iter3( std::string str ){
    for( size_t i=0;i<str.length();++i){
        char c = str[i];
    }
}

aa获得7017，bb获得6739，cc获得1130。

为什么范围循环对性能的影响很慢？你怎么看待这件事？如果有人感兴趣 - 当我通过引用而不是通过值更改传递str时，结果几乎相同。

顺便说一句。我使用MSVS 2012

Answer 1

（从评论中移出）

基于范围的循环使用迭代器，并且由于额外的调试检查，VC ++迭代器在调试模式下往往很慢;一旦处于发布模式，它们应该归结为指针，因此应该没有性能差异。

此外，您的测试没有意义，因为：

这样的空循环可能只是被优化器优化掉了，所以你只能在未经优化的构建中可靠地运行测试 - 但是在未经优化的构建中它没有意义，所以测试性能;
您只按一次特定顺序运行每个测试 - 这可能会产生误导信息，例如：由于第一个循环中的缓存“预热”（虽然我不认为是这种情况，因为刚刚访问了str）;要获得具有统计意义的信息，您必须以随机顺序多次重复测试。

Answer 2

我拿了你的代码写了这个：

#include <iostream>
#include <string>
#include <ctime>

int iter1( std::string str ){
    int sum = 0;
    for( char c : str ){
    sum += c;
    }
    return sum;
}

int iter2( std::string str ){
    int sum = 0;
    for( char &c : str ){
    sum += c;
    }
    return sum;
}

int iter3( std::string str ){
    int sum = 0;
    std::string::size_type len = str.length();
    for( size_t i=0;i<len;++i){
        char c = str[i];
    sum += c;
    }
    return sum;
}

int main(){

    std::string str = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";

    for(int i=0;i<22;++i)
        str += str;

    clock_t a, b, c;
    clock_t aa, bb, cc;
    int sum = 0;

    a=clock();
    sum += iter1(str);
    aa = clock() -a ;

    b=clock();
    sum += iter2(str);
    bb=clock()-b;

    c=clock();
    sum += iter3(str);
    cc=clock()-c;

    std::cout << "aa=" << aa << " bb=" << bb << " cc=" << cc << " sum=" << sum << std::endl;
}

使用g++ -O2 -Wall -std=c++0x iters.cpp（gcc 4.6.3）进行编译会得到以下结果：

aa = 320000 bb = 320000 cc = 380000 sum = 1048576000

将优化程度提高到-O3会产生更大的差异：

aa = 190000 bb = 170000 cc = 450000 sum = 1048576000

请注意，Linux中的“clock”不是很准确，因为它实际上给应用程序使用的CPU时间，它只更新了10ms，因此我不得不使循环更大一些。

很明显你的断言是错误的，因为第三种变体在两种情况下都是SLOWEST。我只能得出结论，你正在以低优化或无优化进行基准测试。

应尽可能避免循环范围？

2 个答案: