* str和* str ++

Question

我有这个代码（我的strlen函数）

size_t slen(const char *str)
{
    size_t len = 0;
    while (*str)
    {
        len++;
        str++;
    }
    return len;
}

执行while (*str++)，如下所示，程序执行时间要大得多：

while (*str++)
{
    len++;
}

我这样做是为了探测代码

int main()
{
    double i = 11002110;
    const char str[] = "long string here blablablablablablablabla"
    while (i--)
        slen(str);

    return 0;
}

在第一种情况下，执行时间约为6.7秒，而在第二种情况下（使用*str++），时间约为10秒！

为什么会有这么大的差异？

Answer 1

可能是因为后增量运算符（在while语句的条件中使用）涉及使用旧值保留变量的临时副本。

while (*str++)的真正含义是：

while (tmp = *str, ++str, tmp)
  ...

相比之下，当您在while循环体中将str++;作为单个语句编写时，它处于void上下文中，因此不会获取旧值，因为它不需要。

总而言之，在*str++情况下，您有一个赋值，2个增量，并且在循环的每次迭代中都有一个跳转。在另一种情况下，你只有2个增量和一个跳跃。

Answer 2

在ideone.com上试试这个，我用* str ++ here执行约0.5秒。没有，只需要一秒钟（here）。使用* str ++更快。也许通过优化* str ++可以更有效地完成。

Answer 3

这取决于您的编译器，编译器标志和您的体系结构。使用Apple的LLVM gcc 4.2.1，我在两个版本之间的性能没有明显变化，而且确实不应该。一个好的编译器会将*str版本变成类似

的版本

IA-32（AT＆amp; T语法）：

slen:
        pushl %ebp             # Save old frame pointer
        movl  %esp, %ebp       # Initialize new frame pointer
        movl  -4(%ebp), %ecx   # Load str into %ecx
        xor   %eax, %eax       # Zero out %eax to hold len
loop:
        cmpb  (%ecx), $0       # Compare *str to 0
        je    done             # If *str is NUL, finish
        incl  %eax             # len++
        incl  %ecx             # str++
        j     loop             # Goto next iteration
done:
        popl  %ebp             # Restore old frame pointer
        ret                    # Return

*str++版本可以编译完全相同（因为str的更改在slen之外不可见，实际发生的增量并不重要），或者正文循环可以是：

loop:
        incl  %ecx             # str++
        cmpb  -1(%ecx), $0     # Compare *str to 0
        je    done             # If *str is NUL, finish
        incl  %eax             # len++
        j     loop             # Goto next iteration

Answer 4

其他人已经提供了一些优秀的评论，包括对生成的汇编代码的分析。我强烈建议您仔细阅读。正如他们已经指出的那样，在没有一些量化的情况下，这个问题真的无法得到解答，所以让我们稍微玩一下。

首先，我们需要一个程序。我们的计划是：我们将生成长度为2的幂的字符串，并依次尝试所有函数。我们运行一次以填充缓存，然后使用我们可用的最高分辨率分别计时4096次迭代。完成后，我们将计算一些基本统计数据：min，max和简单移动平均值并将其转储。然后我们可以进行一些基本的分析。

除了您已经展示过的两种算法之外，我还会展示第三种选项，它根本不涉及使用计数器，而是依赖于减法，我会说通过投掷std::strlen来混淆，只是为了看看会发生什么。这将是一个有趣的失败。

通过电视的魔力，我们的小程序已经编写好了，所以我们用gcc -std=c++11 -O3 speed.c编译它，我们开始产生一些数据。我做了两个单独的图，一个用于大小为32到8192字节的字符串，另一个用于大小从16384一直到1048576字节长的字符串。在下图中，Y轴是以纳秒为单位消耗的时间，X轴以字节为单位显示字符串的长度。

不用多说，让我们来看看＆＃34; small＆＃34;字符串从32到8192字节：

现在这个很有意思。 std::strlen功能不仅能够全面胜过所有内容，而且还非常有趣，因为它的性能更加稳定。

如果我们查看更大的字符串，从16384一直到1048576字节，情况是否会改变？

排序。差异变得更加明显。由于我们的自定义编写功能让人感到兴奋，std::strlen继续表现令人钦佩。

有趣的观察结果是，您无法将C ++指令的数量（甚至是汇编指令的数量）转换为性能，因为其主体由较少指令组成的函数有时需要更长时间才能执行。

更有趣的 - 并且重要观察是注意str::strlen函数的执行情况。

那么这一切对我们有什么影响？

第一个结论：不要重新发明轮子。使用您可以使用的标准功能。它们不仅已经编写好，而且非常优化，几乎肯定会超越你能写的任何东西，除非你Agner Fog。

第二个结论：除非您从分析器中获得硬数据，否则代码或函数的特定部分在您的应用程序中是热点，不要打扰优化代码。众所周知，程序员通过查看高级功能来检测热点是非常糟糕的。

第三个结论：更喜欢算法优化，以提高代码的性能。把你的思想付诸实践，让编译器改变现状。

您的原始问题是：＆＃34;为什么功能slen2慢于slen1？＆＃34;我可以说，如果没有更多的信息，它就不容易回答，即使这样，它也可能比你所关心的更长，更复杂。相反，我所说的是：

谁在乎为什么？你为什么还要烦恼呢？使用std::strlen - 这比你可以装备的任何东西都要好 - 然后继续解决更重要的问题 - 因为我确定这个不是最大的你的申请中的问题。