【发布时间】：2017-10-25 13:59:10
【问题描述】：
我刚刚发现间接成本大约是浮点乘法的 3 倍！
这是可以预期的吗？我的测试错了吗？
背景
阅读How much does pointer indirection affect efficiency? 后，我对间接成本感到恐慌。
由于现代 CPU 的工作方式，通过指针间接寻址可能会慢得多。
在我过早地优化我的真实代码之前，我想确保它真的像我担心的那样花费很多。
我做了一些技巧来找到粗略的数字（3x），如下所示：-
步骤 1
- Test1 : 无间接 -> 计算一些东西
- Test2 ：间接 -> 计算一些东西（相同）
我发现 Test2 比 Test1 花费更多时间。
这里没有什么奇怪的。
第二步
- Test1 : 无间接 -> 计算一些昂贵的东西
- Test2：间接 -> 计算一些便宜的东西
我尝试将calculate something expensive 中的代码一点一点地更改为更昂贵，以使两个测试 的成本几乎相同。
结果
最后，我发现使两个测试使用相同时间量（即收支平衡）的可能功能之一是：-
-
Test1 : 无间接 -> 返回
float*float*...3 次 -
Test2 : 间接 -> 只需返回
float
这是我的测试用例 (ideone demo) :-
class C{
public: float hello;
public: float hello2s[10];
public: C(){
hello=((double) rand() / (RAND_MAX))*10;
for(int n=0;n<10;n++){
hello2s[n]= ((double) rand() / (RAND_MAX))*10;
}
}
public: float calculateCheap(){
return hello;
}
public: float calculateExpensive(){
float result=1;
result=hello2s[0]*hello2s[1]*hello2s[2]*hello2s[3]*hello2s[4];
return result;
}
};
这里是主要的：-
int main(){
const int numTest=10000;
C d[numTest];
C* e[numTest];
for(int n=0;n<numTest;n++){
d[n]=C();
e[n]=new C();
}
float accu=0;
auto t1= std::chrono::system_clock::now();
for(int n=0;n<numTest;n++){
accu+=d[n].calculateExpensive(); //direct call
}
auto t2= std::chrono::system_clock::now();
for(int n=0;n<numTest;n++){
accu+=e[n]->calculateCheap(); //indirect call
}
auto t3= std::chrono::system_clock::now();
std::cout<<"direct call time ="<<(t2-t1).count()<<std::endl;
std::cout<<"indirect call time ="<<(t3-t2).count()<<std::endl;
std::cout<<"print to disable compiler cheat="<<accu<<std::endl;
}
直接通话时间和间接通话时间调整为与上述相似（通过编辑calculateExpensive）。
结论
间接成本 = 3x 浮点乘法。
在我的桌面（带有 -O2 的 Visual Studio 2015）中，它是 7x。
问题
是否可以预期间接成本约为浮点乘法的 3 倍？
如果不是，我的测试怎么错了？
（感谢enhzflep提出改进建议，已编辑。）
【问题讨论】：
-
一个
public:访问说明符就足够了。您还使用new运算符泄漏内存。如果你想使用 C++，我建议你忘记你所知道的关于 Java 的一切。 -
@Raw N 是的，先生！但我觉得（java）这样回家。 XD
-
@javaLover - 在没有看到编译器生成的代码的情况下，我不太确定您实际上是在将 13 次乘法的成本与间接相乘的成本进行比较。大多数现代编译器都足够聪明，可以避免从您提供的源代码生成执行 13 次乘法运算的代码。更好的测试是将不同的变量相乘，从而强制编译器生成与源代码包含的一样多的乘法。例如：
a*b*c*d*e*f*g*h*i*j*k*l*m*n -
@enhzflep 哦，我的错。我改进后，它变成了3x-6x。 （编辑添加）谢谢。在您看来，现在是一个合理的数字吗？
-
还应该注意的是，您的成本的很大一部分不会纯粹是由于间接性，而是更有可能部分是由于内存碎片。请注意，您调用了
new C()100'000 次。这将在你的内存中创建 100'000 个 C scatter 实例。分配为数组 (new C[numTest]) 可能会产生完全不同的结果。次要补充：像这样C d[numTest] = {};初始化将在每个元素上调用构造函数
标签： c++ optimization c++14 indirection