访问指针的速度答案

【问题标题】：Speed of accessing a pointer访问指针的速度
【发布时间】：2015-03-25 05:52:38
【问题描述】：

我正在重写我在学校学到的所有数据结构作为练习，以加强我对计算机科学基础知识的理解，但我正在尝试优化我年轻时创建的幼稚实现。

这让我想到一个问题：

我的链表实现中有这几行，其中两种变体都使用了 temp...

Node<T> *temp = head;

if(temp == nullptr) {
    ...
}

... // temp used here

我的链表也有一个属性long listSize，所以上面一行是类比

if(!listSize) {
   ...
}

... // temp used here, too.

这很明显。（对我来说）不太明显的是，其中哪一个对计算机来说更快。

根据我对指针的了解（很少），对指针的任何操作都相当昂贵，这使我相信前者可能不如后者优化；但是，我并不完全确定。

谁能帮我消除这种细微差别？

谢谢， erip

编辑

发布后，我决定设置一个实验。我决定进行第一个实现method2 和第二个实现method1。我在大小从 10M 到 1B 的对数输入上运行了几次，总的来说，method2 比method1 快（尽管不多——只有区区的 1us）。

经过一番思考，我认为这是有道理的，因为指针在我的架构上是 8 字节的，与 long int 的大小相同。因此，与NULL 的比较应该是一个非常相似的过程，并且可能需要大约相同的时间。

【问题讨论】：

第二个似乎更快，因为没有分配。但这只是猜测。测量以找出答案。
在这两种情况下，都会将较小的值与零进行比较。可能存在边际差异，但即使存在一些极其巨大的相对差异，对您的代码的影响也很可能无法衡量。不过，请测量以确定您是否确实可以看到任何差异。
@zenith 以后仍然需要temp 变量。我说的是if 声明。
@erip 那么，将其添加到问题中。顺便说一句if(!head) 也是可能的。
@zenith：现代编译器不关心这样的分配。对他们来说，它只是说“从现在开始，特定值有两个名称”。例如。如果变量在寄存器中，则对于下一行代码，两个名称都指向同一个寄存器。原因是改组名称很便宜（因为名称仅供编译器使用）并且实际上将值从一个内存位置移动到另一个内存位置需要 CPU 工作。

【解决方案1】：

根据我对指针的了解（很少），对指针的任何操作都相当昂贵

这通常是不正确的：尽管间接级别（即通过指针访问某些内容）确实有成本，但现代硬件将其优化到除了最极端的情况外，您无法完全判断案例。积极的缓存使这种差异变得更小，因此称间接访问“相当昂贵”是不准确的。

但是，在您的情况下，它甚至比这更简单：根本没有间接发生！您正在检查指针本身的值，而不是它所指向的值，因此检查指针和检查长度之间几乎没有区别。指针可能是 8 个字节，而长度可能是 4 个字节，但在现代 CPU 上您无法分辨时间差异。

【讨论】：

【解决方案2】：

我猜两者都是一样的。在这两种情况下，您基本上都是在进行逻辑比较。指针也是一个变量。它只包含地址，并且与其他变量位于同一内存区域。

但是，深入（汇编）第一种情况可能会更慢，因为它使用两个变量而不是一个。

【讨论】：