c++ - 在循环中初始化结构/类的效率损失

Question

我已经尽力找到这个问题的答案，但运气不佳。此外，我已经对其进行了测试，并且在优化的发布版本中没有发现任何差异(调试存在差异)......仍然，我无法想象为什么没有差异，或者优化器如何能够取消惩罚，也许有人知道内部发生了什么。

如果我在循环中创建一个简单类/结构的新实例，在每次循环迭代中创建类/结构的效率是否会有任何损失？

即

struct mystruct
{
    inline mystruct(const double &initial) : _myvalue(initial) {}
    double myvalue;
}

为什么...

for(int i=0; i<big_int; ++i)
{
    mystruct a = mystruct(1.1)
}

花费与实际时间相同的时间

for(int i=0; i<big_int; ++i)
{
    double s = 1.1
}

??构造函数/初始化不需要一些时间吗？

Answer 1

对于现代优化器来说，这是一项轻松的工作。

作为一名程序员，您可能会在查看构造函数和结构时认为它必须付出一些代价。 “构造函数代码涉及分支、通过寄存器/堆栈传递参数、从堆栈弹出等。结构是用户定义的类型，它必须在某处添加更多数据。const 引用存在别名/间接开销，等等。”

除了优化器然后开始检查您的代码，它注意到 struct 没有虚函数，它没有需要非平凡构造函数的对象。整个事情都适合通用寄存器。然后它注意到您的构造函数只是将一个变量分配给另一个变量。它甚至可能会注意到你只是用一个文字常量调用它，它转换为一个单一的移动/存储指令到一个寄存器，除了指令之外甚至不需要任何额外的内存。

这一切都非常神奇，编译器是复杂的野兽，但它们通常会多次执行此操作，从原始代码到中间表示，再从中间表示到机器代码。要真正欣赏和理解他们的工作，不时看一下拆解是值得的。

值得注意的是，C++ 已经存在了几十年。作为 C 的后继者，它最初主要被推为一种面向对象的语言，具有封装和信息隐藏等热门概念。为了推广一种人们开始替换公共(public)数据成员和手动初始化/销毁以及类似简单访问函数、构造函数、析构函数的语言，如果即使是一个简单的函数也有可测量的开销，那么普及该语言将非常困难称呼。听起来很神奇，C++ 优化器几十年来一直在做这件事，压缩你添加的所有开销，使事情更容易维护到与不太容易维护的程序集相同的程序集。

因此，通常值得将函数调用和小型结构之类的事情视为基本上免费的，因为如果值得内联并将所有开销压缩到零，优化器通常会这样做。间接函数调用会出现异常:虚拟方法、通过函数指针进行的调用等。但是您发布的代码很容易被现代优化器压缩。