Question

在函数计算中是否存在使用静态变量的性能问题，是否会影响函数执行的速度，因为静态变量只初始化一次？

问题是高度重复的呼叫优化。

考虑这个例子

int calcme(int a, int b)
{
 static int iamstatic = 20;
 return a*iamstatic + b;
}

使用static的原因是希望，每次调用函数时，iamstatic都不会被置于堆栈中，并且如果需要，它将被设计为更改。（省略静态变量代码）

Answer 1

我认为你可能会降低性能。使用静态时，内存位于程序的bss部分。当调用该函数时，它访问两个不同的位置，即函数存储器和参数存储器。如果它是本地的，那么你可能会因本地化而获得性能，当所有参数都在同一个缓存行时，也就是当cpu读取内存时它读取一个完整的缓存行（16个字节是一个常见的行大小），你读全部一个内存中的数据访问缓存。

Answer 2

是。在你的例子中，它可能没有帮助（至少足以关心）。事实上，它甚至可能会有点伤害，因为它可能涉及从内存加载数据，而本地可能只涉及将值加载到寄存器中。如果初始化足够慢以使性能变得重要，那么只要初始化一次是可接受的，使变量static可以提高性能。

Answer 3

答案在技术上是“否”，因为C标准没有指定它。

效率取决于许多因素，如变量使用和硬件。如果您愿意，您可以编写多次调用的变量函数，以测试差异。在实践中，可能存在非常小且无关紧要的差异。

Answer 4

这是该功能最具可读性和最高性能的版本。

int calcme(int a, int b)
{
    return a*20 + b;
}

如果在static变量中放置常量，编译器可能会发现它永远不会更改，并将其转换为立即数操作数。也许编译器不会弄清楚它会从内存中加载静态。

如果在全局变量中放置常量，编译器将从内存中加载变量。

你试图超越优化器，这几乎总是一个坏主意。

这是您的原始代码，已编译：

    leal    (%rdi,%rdi,4), %edi
    leal    (%rsi,%rdi,4), %eax
    ret

这与return a*20 + b;生成的代码相同，但您的代码更难以阅读。请注意，静态变量实际上并未存储在任何位置，它会转换为立即操作数（然后强度降低会进一步降低它）。您将从以下代码获得相同的性能：

int calcme(int a, int b)
{
    int local = 20; // "initialized" every time the function is called
                    // yet the assembly is the same
    return a*local + b;
}

Answer 5

我不会立即看到任何使用静态变量的性能提升或惩罚。

您可以做的是反汇编两个相同的函数并比较代码或分析每个函数。

Answer 6

你为什么不做一个简单的

#define MY_CONSTANT 20

/* ... */

return a*MY_CONSTANT + b;

也许编译器知道一个技巧乘以20（当你乘以iamstatic时它将无法应用。）

Answer 7

如果使用优化进行编译，则取决于具体情况。在您的示例中，iamstatic是常量，我猜速度不会改变。

您应该尝试测量执行时间或查看汇编代码。

Answer 8

接受的答案是正确的，但也许更重要的是，你不应该根据尝试使其“更快”来选择变量的存储持续时间，而是根据代码的正确语义来选择。

如果变量存储需要在函数调用期间保持的全局状态，则它应具有静态存储持续时间。（通常这是有害的，但有时它是一个必要的邪恶，或者至少使事情变得更容易，你愿意犯下编写错误代码的罪行，以节省大量的开发时间/成本。）
如果变量存储特定于当前函数调用的数据，则它应具有自动存储持续时间（默认值）。
如果数据属于当前执行上下文但需要在函数返回后保留，则应将其存储在malloc获取的对象中。

函数中的静态变量

8 个答案: