Question

我通过在循环中调用成员函数GaussQuadrature 1M次并对整个循环进行计时来对我Quadrature模板类的一部分进行基准测试（如果你知道更好的方法，请告诉我！）。在这个类的预期应用程序中，构造函数将被调用一次并且例程将被多次调用，但我尝试在循环内部调用构造函数1M次，而在外部调用它只是为了查看哪个更快。

如果我在循环中调用构造函数，则每次迭代都会调用构造函数，但它看起来像是分配给相同的内存空间（注意下面的代码段，里面有std::cout << "ctor\n";语句构造函数）。这是巧合还是更深层次？这是片段：

for(int i = 0; i < 1000000; ++i) {
  GaussQuadrature<double> Q(N, func, a, b);  // some arguments
  Q.Quadrature();           

  std::cout << "address: " << &Q << "\n";                                    
}

这给出了：

ctor
address: 0x7fff23059400
ctor
address: 0x7fff23059400
.
.
.
ctor
address: 0x7fff23059400

在没有循环或构造函数中的print语句的情况下计时，即

    clock_t tic = clock();    

    for(int i = 0; i < 1000000; ++i) {
      GaussQuadrature<double> Q(N, func, a, b);
      Q.Quadrature();                                           
    }

    float elapsed = (clock() - (float)tic) / CLOCKS_PER_SEC;

    std::cout << std::setprecision(10) << "time: " << elapsed << "\n";

结果

    time: 12.47999954

现在，如果我在循环外调用构造函数，那么它当然只调用一次，但实际上需要更长的时间：

clock_t tic = clock();  
GaussQuadrature<double> Q(N, func, a, b);  

for(int i = 0; i < 1000000; ++i) {
  Q.Quadrature();                                   
}

float elapsed = (clock() - (float)tic) / CLOCKS_PER_SEC;

std::cout << std::setprecision(10) << "time: " << elapsed << "\n";

这给出了

time: 12.65999985

我跑了好几次，结果与时间相似。有什么想法吗？谢谢！

Answer 1

首先，在进行计时测试时，您需要关闭任何文本输出，例如printfs和couts。这很重要，因为通过包含它们，您可以隐藏班级的真实表现。你的测试方法还可以。调用算法100万次是合理的。但请记住缓存记忆。根据内存管理器的行为，可以接收相同的内存指针。最后，我想，在您注释掉文本输出后，您的第二个实现将比第一个更快。

最终建议：您可能更喜欢使用QueryPerformanceFrequency和 QueryPerformanceCounter用于更精确的计时。

Answer 2

它可能是编译器完成优化的结果。 for循环可以自动“展开”http://en.wikipedia.org/wiki/Loop_unwinding，最大限度地减少分支，这种展开也可以通过CPU和流水线的内部并行性来实现。

“如果循环中的语句彼此独立（即循环中较早出现的语句不会影响它们后面的语句），则语句可能会并行执行。”

尝试禁用所有优化并再次检查这些时间。

在内部/外部循环中创建对象：分配和速度

2 个答案: