值初始化 vs Calloc vs 手动初始化速度答案

【问题标题】：Value Initialization vs Calloc vs Manual Initialization Speed值初始化 vs Calloc vs 手动初始化速度
【发布时间】：2014-07-24 14:15:45
【问题描述】：

哪个最快？

我尝试用这个基本能力测试这三种方法的速度：

#include "stdafx.h"
#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#include "time.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  const unsigned long long ARR_SIZ = 0x4fffffff;
  clock_t val_init_dur, calloc_dur, manual_dur;
  clock_t cur = clock();
  char* val_init = new char[ARR_SIZ]();
  clock_t after = clock();
  val_init_dur = after-cur;
  delete[] val_init;

  cur = clock();
  void* calloc_init = calloc(ARR_SIZ, sizeof(char));
  after = clock();
  calloc_dur = after-cur;
  free(calloc_init);

  cur = clock();
  char* manual_init = new char[ARR_SIZ];
  for (unsigned long i=0; i < ARR_SIZ; i++)
    manual_init[i] = 0;
  after = clock();
  manual_dur = after-cur;
  delete[] manual_init;

  printf("Value Initialization Duration: %d\n", val_init_dur);
  printf("Calloc Initialization Duration: %d\n", calloc_dur);
  printf("Manual Initialization Duration: %d\n", manual_dur);
  fgetc(stdin);
  return 0;
}

我的结果是：

值初始化持续时间：541

Calloc 初始化持续时间：493

手动初始化持续时间：3424

但我目前的测试有几个问题：

不知道是否正确隔离了三种不同的初始化方法
我没有测试初始化零数组的所有方法（memset 和 malloc，我怀疑它们的工作方式类似于 calloc）
~~结果以秒为单位（ew！），这是可怕的量化。（没有毫秒时间？）~~
ARR_SIZ 的值不是 VS '12 (0x7FFFFFFF) 允许的最大大小。尽管代码正在编译，但我无法将值设置为高于上面代码中的值，因为我从第一个新调用中收到了bad_alloc 异常。
我怀疑有比我做的更快的方法来通过迭代手动初始化数组

我将上面的一个要点用斜体表示，因为我很好奇为什么会这样。

有没有人建议如何改进我的测试代码？或者更好的是，对于最初的问题，哪一个最快有一个直接的答案吗？

另外：我已关闭编译器优化

编辑：我更新了我的代码以使用时钟（）。结果也更新了。

【问题讨论】：

测试是不等价的，因为使用 calloc 和可能的值初始化，实际上并没有将内存归零，直到它被触摸。而您将 malloc 的内存手动设置为 0 会导致它被触摸并因此被分配。尝试读取 value 和 calloc'd 内存的每个元素，并且（假设优化器不会因为 value 未使用而消除读取）你应该得到相同的结果。
请勿使用time() 进行此类测量。使用clock() 甚至更好的<chrono> 设施。
这对元素有效吗？就像如果我访问单个数组元素只是那个单个元素初始化为 0？还是当访问一个元素时整个数组都被初始化了？
这取决于操作系统。通常内存被分成页面。通常，在程序触及页面之前，操作系统不会实际分配页面。它只是“保留”的。这是为了加速那些最终不会使用它们分配的所有内存的程序。如果你删除修改 malloc 内存的代码，也许它会加速。
如果你有优化，它们应该是等价的。具有完全优化的 GCC 会针对 value-init 情况和手动初始化情况发出 memset 调用。（它还完全优化了 calloc 调用，除非您在使用其结果的 free 之外添加其他内容。）

标签： c++ c performance

【解决方案1】：

测试是不等价的，因为使用 calloc 和可能的值初始化，实际上在内存被触摸之前不会为 0。而您将 malloc 的内存手动设置为 0 会导致它被触摸并因此被分配。尝试读取 value 和 calloc'd 内存的每个元素，并且（假设优化器不会因为 value 未使用而消除读取）你应该得到相同的结果。

它确实取决于操作系统。一个更简单的操作系统可能不会这样做。通常内存被分成页面。通常，在程序触及页面之前，操作系统不会实际分配页面。它只是“保留”的。这是为了加速那些最终不会使用它们分配的所有内存的程序。如果你删除修改malloc内存的代码，也许它会加速。

澄清一下 - 所有这一切都发生在操作系统的幕后。从值初始化和 calloc 开始，您的程序完全可以假设值在 0 随时准备就绪。

除非特殊情况，否则我个人会对所有动态数组使用向量。默认情况下，它将值设置为 0。

【讨论】：