在 C++ 中使用聚合的性能损失是什么？答案

【问题标题】：What is performance penalty for using aggregates in C++?在 C++ 中使用聚合的性能损失是什么？
【发布时间】：2021-10-01 10:04:06
【问题描述】：

考虑这个例子，结构 S 被构造并作为参数传递给函数：

struct S
{
    S() {}
    float vals[64];
};

inline S makeS() { return {}; }

void foo(const S &);

void bar() { foo( makeS() ); }

查看编译器生成的程序集 (https://godbolt.org/z/odoPr9836)，它非常小（正如预期的那样）。

但是，如果我们从 S 中删除构造函数，从而将其转换为聚合 (https://godbolt.org/z/qEWKbx5Ps)，则程序集的体积会大很多倍。

甚至似乎 MSVC 不执行强制 RVO 并复制聚合：

...
movups  XMMWORD PTR [rcx-128], xmm0
movups  xmm0, XMMWORD PTR [rax-96]
movups  XMMWORD PTR [rcx-112], xmm1
movups  xmm1, XMMWORD PTR [rax-80]
...

由此可知，与普通 C++ 类或结构相比，在实践中使用聚合产生的优化代码要少得多？

【问题讨论】：

Relative stackoverflow.com/questions/47853659/… 聚合初始化基本上执行元素方式的复制初始化。
“它遵循...” - 不，它没有遵循。您仅看到差异，因为您的比较不公平。根据定义，聚合初始化必须初始化每个成员。而那些你不提供的将从{}递归初始化。这意味着您要求将数组清零。为了进行公平比较，也可以尝试inline S makeS() { S s; return s; }，因此默认初始化是在您的聚合（及其子对象上执行的，就像您的 c'tor 一样）。 C++ 对专家非常友好。一个令人不快的事实，但你有它。
同什么？当强制执行默认初始化时，我会看到带有或不带有构造函数的相同程序集。您似乎仍然没有将苹果与苹果进行比较。
@StoryTeller 我不认为这样做是一样的。这是未定义的行为，因为您复制了尚未初始化的值，对吧？
OP 对他们的构造函数做了什么。当然，当编译器在幕后魔术时，它是正式的左值到右值转换吗？我不确定。

【解决方案1】：

你的比较不公平。

struct S
{
    S() {}
    float vals[64];
};

有了这个，你实际上并没有初始化vals。为了公平起见，应该是：

struct S
{
    S() : vals{} {}
    float vals[64];
};

或者干脆使用：

S() = default;

现在 gcc 和 clang 都为它们生成相同的代码，而 msvc 为 makeS 生成相同的代码：https://godbolt.org/z/rezxTorGs

还有人请纠正我：

struct S
{
    float vals[64];
};

inline S makeS() { return {}; }

我相信这个使用默认构造函数而不是聚合初始化。

您可能需要使用return {{}}; 或return {.vals = {}}; 来强制聚合初始化。

【讨论】：