Question

是否值得减少函数参数和局部变量的数量以增强C程序的性能？

在下面提供的代码中，如果在执行过程中多次调用该函数，则该示例可能不会有所不同，但是如果该调用被称为 n次，则可能有意义，因此有没有在这种情况下可以提高性能？

int n[4];
// read numbers ...

do_sum1(n[0], n[1], n[2], n[4]);
do_sum2(n);

// Functions definition
// --------------------
void do_sum1(int a, int b, int c, int d)
{
  printf("%d\n", a + b + c + d);
}

void do_sum2(int n[4])
{
  printf("%d\n", n[0] + n[1] + n[2] + n[3]);
}

Answer 1

这个问题比看起来复杂。

首先，让我们假设函数没有内联（否则它们很可能被编译为相同的代码），然后分析效果。

一方面，要起作用的参数数量会影响性能。 在所有其他条件相同的情况下，传递的参数越多，性能越差-因为将参数复制到place函数会期望找到它们（无论是堆栈，寄存器还是任何其他存储）都不会-0时间。

另一方面，语义很重要，在这种特殊情况下，情况并不相等！在第一种情况下，您要传递4个整数参数。假设使用AMD64 ABI，它们将通过CPU寄存器传递-读取和写入都非常快地访问它们。

但是，在第二种情况下，您实际上是将指针传递到内存位置。这意味着，通过该指针访问值意味着间接的，最好是在L1 CPU高速缓存中找到这些值（最有可能），但最糟糕的是将从主内存中读取（超级慢！）。虽然L1高速缓存非常快，但与寄存器访问相比仍然慢得多。

底线：

我希望第二种情况比第一种情况慢。

Answer 2

是否值得减少函数参数和局部变量的数量以增强C程序的性能？

第一个要问的问题是，会增强程序性能吗？它将根本产生可测量的变化吗？不要盲目地假设会这样。

要问的第二个问题是，这样做的权衡是什么？它将如何影响您调试和维护代码的能力？是的，您可以使所有内容全局化，以消除传递的参数和使用局部变量，但这样做的结果是使代码很多难以理解和维护。

在考虑提高性能时，您应该从最高级别开始，然后逐步降低：

您是否正在使用正确的数据结构和/或算法来解决当前的问题？例如，未经优化的快速排序仍会比主动调整的气泡排序（一般情况下）更胜一筹，二进制搜索通常比线性搜索快，等等。
您是在使用适当的工具还是库，还是您亲自动手改造了一切？可能已经有经过测试和调整的解决方案，您不必从头开始。
您设计得很好吗？例如，您的循环体内是否有任何不变量？

如果所有这些问题的答案均为“是”，则下一步是让编译器进行一些优化（例如，将-O2标志与gcc一起使用）。 C编译器已经非常擅长优化代码，并且根据程序，您可以看到一些显着的加速。

如果这时您仍然觉得代码太慢，则需要进行一些分析。通过探查器运行代码以查找瓶颈所在。此时，您可以开始研究微观优化，例如减少传递给函数的参数数量。只是要知道，这样做可能不足以值得我们付出努力。

函数参数和局部变量如何影响C程序的性能

2 个答案: