Question

在C / C ++中，与隔离变量相比，访问struct成员是否有任何CPU开销？

对于一个具体的例子，下面的第一个代码示例是否应该使用比第二个更多的CPU周期？如果它是一个类而不是一个结构，它会有什么不同吗？（在C ++中）

1）

struct S {
    int a;
    int b;
};

struct S s;
s.a = 10;
s.b = 20;    
s.a++;
s.b++;

2）

int a;
int b;
a = 10;
b = 20;
a++;
b++;

Answer 1

“不要优化。”编译器会为您找出最佳案例。首先写下有意义的内容，如果需要，可以在以后加快速度。为了好玩，我在Clang 3.4（-O3 -S）中运行了以下内容：

void __attribute__((used)) StructTest() {
  struct S {
      int a;
      int b;
  };

  volatile struct S s;
  s.a = 10;
  s.b = 20;    
  s.a++;
  s.b++;
}
void __attribute__((used)) NoStructTest() {
  volatile int a;
  volatile int b;
  a = 10;
  b = 20;    
  a++;
  b++;
}

int main() {
  StructTest();
  NoStructTest();
}

StructTest和NoStructTest具有相同的ASM输出：

pushl   %ebp
movl    %esp, %ebp
subl    $8, %esp
movl    $10, -4(%ebp)
movl    $20, -8(%ebp)
incl    -4(%ebp)
incl    -8(%ebp)
addl    $8, %esp
popl    %ebp
ret

Answer 2

没有。 struct中所有类型的大小，以及struct开头的每个成员的偏移量，在编译时都是已知的，因此用于获取{中的值的地址{1}}与各个变量的地址一样可以理解。

Answer 3

我的理解是结构中的所有值都在内存中相邻，并且能够比变量更好地利用内存缓存。

变量也可能在内存中相邻，但它们不能保证像结构一样相邻。

话虽如此，在决定是否首先使用结构时，不应考虑cpu性能。

Answer 4

真正的答案是：它完全取决于您的CPU架构和编译器。最好的方法是编译并查看汇编代码。

现在对于x86机器，我很确定没有。偏移量计算为编译时间，并且存在具有一些偏移量的地址模式。

Answer 5

如果您要求编译器进行优化（例如使用gcc -O2或g++ -O2进行编译），则没有太多开销（可能太小而无法测量，或者可能只有几个百分点）。

但是，如果仅使用局部变量，则优化编译器甚至可能不会在本地call frame中为它们分配插槽。

与gcc -O2 -fverbose-asm -S编译并查看生成的汇编代码。

使用class不会有任何区别（当然，有些class - 有昂贵的构造函数和析构函数）。

这样的代码在生成的C或C ++代码中很有用（如MELT所做的那样）;本地这样的struct - s或class - es包含本地调用帧（如MELT语言所示，参见例如其gcc/melt/warmelt-genobj+01.cc生成的文件）。我并不认为它与真正的C ++局部变量一样高效，但它得到了足够的优化。

struct的CPU开销？

5 个答案: