C++构造函数性能

Question

在 C++17 中，如果我们设计这样一个类:

class Editor {
public:
  // "copy" constructor
  Editor(const std::string& text) : _text {text} {}

  // "move" constructor
  Editor(std::string&& text) : _text {std::move(text)} {}

private:
  std::string _text;
}

看起来(至少对我而言)“移动”构造函数应该比“复制”构造函数快得多。

但是如果我们尝试测量实际时间，我们会看到一些不同的东西:

  int current_time()
  {
    return chrono::high_resolution_clock::now().time_since_epoch().count();
  }

 int main()
 {
   int N = 100000;

   auto t0 = current_time();
   for (int i = 0; i < N; i++) {
     std::string a("abcdefgh"s);
     Editor {a}; // copy!
   }
   auto t1 = current_time();
   for (int i = 0; i < N; i++) {
     Editor {"abcdefgh"s};
   }
   auto t2 = current_time();

   cout << "Copy: " << t1 - t0 << endl;
   cout << "Move: " << t2 - t1 << endl;
 }

复制和移动时间都在同一范围内。这是输出之一:

Copy: 36299550
Move: 35762602

我尝试使用长度为 285604 个字符的字符串，结果相同。

问题:为什么“复制”构造函数 Editor(std::string& text) : _text {text} {} 这么快？它实际上不会创建输入字符串的拷贝吗？

更新 我使用以下行运行此处给出的基准测试:g++ -std=c++1z -O2 main.cpp && ./a.out

更新 2 修复移动构造函数，正如@Caleth 建议的那样(从 const std::string&& text 中删除 const)改进了一些东西!

Editor(std::string&& text) : _text {std::move(text)} {}

现在基准看起来像:

Copy: 938647
Move: 64

Answer 1

它还取决于您的优化标志。如果不进行优化，您可能会(and I did!)得到更差的移动结果:

Copy: 4164540
Move: 6344331

使用 -O2 优化运行相同的代码会得到截然不同的结果:

Copy: 1264581
Move: 791

在 上观看直播 Wandbox .

那是 clang 9.0。在 GCC 9.1 上，-O2 和 -O3 的差异大致相同，但 not quite as stark between copy and move :

Copy: 775
Move: 508

我猜这是一个 small string optimization开始。

一般来说，标准库中的容器在优化时效果最好，因为它们有很多小函数，编译器可以在要求时轻松内联和折叠。

同样在第一个构造函数中，per Herb Sutter , “如果您无论如何都要复制参数，最好按值传递只读参数，因为它可以从右值参数移动。”

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更新:对于非常长的字符串(300k 字符)，结果与上面类似(现在使用 std::chrono::duration 以毫秒为单位以避免 int溢出)with GCC 9.1 and optimizations :

Copy: 22560
Move: 1371

和without optimizations :

Copy: 22259
Move: 1404