C++ 智能指针性能和与简单包装指针的区别

Question

我遇到了有人在 C++ 智能指针上进行的这个测试，我想知道一些事情。首先，我听说 make_shared 和 make_unique 比共享或唯一指针的正常构造更快。但是我的结果和创建测试的人的结果表明 make_unique 和 make_shared 稍微慢一些（可能没什么大不了的）。但我也想知道，在我的调试模式下，unique_pointer 比普通指针慢大约 3 倍，而且实际上也比我自己简单地将指针包装在一个类中慢得多。在发布模式下，原始指针、我的包装类和 unique_ptrs 大致相同。我想知道，如果我使用自己的智能指针，unique_pointer 是否会做任何我会丢失的特殊操作？它似乎相当沉重，至少在调试模式下它似乎做了很多。测试如下：

#include <chrono>
#include <iostream>
#include <memory>

static const long long numInt = 100000000;

template <typename T>
struct SmartPointer
{
    SmartPointer(T* pointee) : ptr(pointee) {}
    T* ptr;
    ~SmartPointer() { delete ptr; }
};

int main() {

    auto start = std::chrono::system_clock::now();

    for (long long i = 0; i < numInt; ++i) {
        //int* tmp(new int(i));
        //delete tmp;
        //SmartPointer<int> tmp(new int(i));
        //std::shared_ptr<int> tmp(new int(i));
        //std::shared_ptr<int> tmp(std::make_shared<int>(i));
        //std::unique_ptr<int> tmp(new int(i));
        //std::unique_ptr<int> tmp(std::make_unique<int>(i));
    }

    std::chrono::duration<double> dur = std::chrono::system_clock::now() - start;
    std::cout << "time native: " << dur.count() << " seconds" << std::endl;

    system("pause");
}

我找到这个的链接是 http://www.modernescpp.com/index.php/memory-and-performance-overhead-of-smart-pointer

Answer 1

据我所知，实际问题是：

我想知道，如果我使用自己的智能指针，unique_pointer 是否会做一些我会丢失的特殊操作？它似乎很重，至少在调试模式下它似乎做了很多。

unique_ptr 可能有更多微不足道的函数调用或类似的东西，它们没有完全内联，导致调试模式下的性能变差。但是，正如您自己所说，在启用优化的情况下，重要的性能是相同的。

尽管unique_ptr 是最简单的拥有智能指针，但它仍然做了很多你的琐碎包装器没有做的事情：

• 它允许自定义删除器，同时通过空基类优化确保无状态自定义删除器不使用额外空间
• 它可以正确处理移动和复制
• 它能正确处理各种转换；例如unique_ptr<Derived> 将隐式转换为unique_ptr<Base>
• 它是正确的

虽然大多数体面的 C++ 程序员可以实现一个体面的unique_ptr，但我认为大多数人都不能实现一个完全正确的。而那些极端情况会伤害你。

只需使用unique_ptr，在关闭优化的情况下自行滚动以获得更好的性能并不是一个好理由。