C++ 性能：模板与 boost.any

Question

我想知道在任何可以使用模板的地方使用 boost.any（没有 RTTI）类是否会减慢程序的速度。由于 boost any 实际上是一个模板类的包装器，因此可以说使用现代编译器优化它会产生相同的效果，对吗？

tpl_vs_any.hpp

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

template<class T> class tpl
{
    T content;
public:
    tpl(const T& value) : content(value) {}
    operator T() const
    {
        return content;
    }
};

class any
{
public:

    any() : content(0) {}

    any(const any& other) : content(other.content -> clone()) {}

    template<class T> any(const T& value) : content(new holder<T>(value))
    {
    }

    ~any() 
    {
        delete content;
    }

    class placeholder
    {
    public:
        placeholder() {}
        virtual placeholder* clone() const = 0;
    };

    template<class T> class holder : public placeholder
    {
    public:
        T content;

        holder(const T& value) : content(value) {}
        ~holder() {}

        placeholder* clone() const
        {
            return new holder<T>(content);
        }
    };

    template<class T> operator T () const
    {
        return dynamic_cast<holder<T>*>(content)->content;
    }

    placeholder* content;
};

template<class T> void test()
{
    for (int i = 0; i < 10000; ++i)
    {
        vector<T> a;
        a.push_back(23.23);
        a.push_back(3.14);

        double x = (double)a[0];
    }
}

那么这样说对吗：

test<any>();

和以下一样快：

test<tpl<double>>();

假设您知道，就像编译器在第二个示例中所做的那样，boost::any 在这种情况下仅用作双精度？ （任何类都没有 RTTI）。

我更想知道支持和反对这篇论文的论点。

另外，这些方法之间是否存在差异的具体情况？

编辑： 性能测试 2：

• 示例 1：1,966.57 毫秒
• 示例 2：1,320.37 毫秒

好像有比较大的区别。

编辑 2： 由于将主要数据类型 double 与类 any 进行比较是不公平的，因此我进行了新测试：

#include "tpl_vs_any.hpp"

int main()
{
    test<any>();
    return 0;
}

速度：1,794.54 毫秒

#include "tpl_vs_any.hpp"

int main()
{
    test<tpl<double>>();
    return 0;
}

速度：1,715.57 毫秒

多次测试，几乎相同的基准。

Answer 1

那么这样说对吗：

...

和以下一样快：

...

假设您知道，就像编译器在第二个示例中所做的那样， boost::any 在这种情况下仅用作双精度数？

没有。当前的编译器远远没有达到那种自省水平。 boost::any 会更慢。

当然，您可以只运行代码并自己找出答案。

Answer 2

boost::any 内部包含一个指向对象的指针，它使用new 分配该对象。使std::vector 明显比std::list 快的原因之一是vector 将其所有对象保存在单个分配中的连续存储中，除了显着减少内存分配开销之外，这也是很多对缓存更友好。

还有在分配中添加 RTTI 的细节，这通常是微不足道的开销，但在像 double 这样非常小的类型的情况下会显着增加存储开销。

boost::any 不是标准的一部分；它是特定模板的特定实现。因此，您不妨对其进行基准测试；没有一堆其他竞争的“标准实现”。