c++ - 访问硬编码数组和运行时初始化数组之间是否存在任何性能差异？

Question

例如，我想使用数组 SQRT[i] 创建一个平方根表来优化游戏，但我不知道在访问 SQRT[i] 的值时，以下初始化之间是否存在性能差异:

1. 硬编码数组

   int SQRT[]={0,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,.......255,255,255}
   

2. 在运行时产生值(value)

   int SQRT[65536];
   int main(){
       for(int i=0;i<65536;i++){
           SQRT[i]=sqrt(i);
       }
       //other code
       return 0;
   }
   

访问它们的一些例子:

    if(SQRT[a*a+b*b]>something)
    ...

我不清楚程序是否以不同的方式存储或访问硬编码数组，也不知道编译器是否会优化硬编码数组以加快访问时间，是否有性能它们在访问数组时的区别？

Answer 1

首先，您应该正确处理硬编码数组:

static const int SQRT[]={0,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,.......255,255,255};

(也使用 uint8_t 而不是 int 可能更好，这样可以减少数组的大小并使其对缓存更友好)

与替代方案相比，这样做有一个很大的优势:编译器可以轻松检查数组的内容是否无法更改。

如果没有这个，编译器就必须变得偏执——每个函数调用都可能改变 SQRT 的内容，并且每个指针都可能指向 SQRT，因此任何通过 int* 或 char* 写入可能会修改数组。如果编译器无法证明这不会发生，那么就会限制它可以进行的优化种类，在某些情况下这可能会影响性能。

另一个潜在的优势是能够在编译时解决涉及常量的问题。

如果需要，您可以巧妙地使用 __restrict__ 来帮助编译器解决问题。

在现代 C++ 中，您可以两全其美；应该可以(以合理的方式)编写在编译时运行的代码，将SQRT初始化为constexpr 。不过，最好问一个新问题。