任何时候都适用的20个C++技巧 <9-11> 性能的提升

Nine to 11: Performance Enhancements

下面所列出的是三个相当简单但又不是很常见的技术，在不牺牲程序可读性、不修改程序设计的前提下，提高程序的性能。例如，程序员往往不太清楚，只是简单的对数据成员进行重新排序就可以大大减少它的大小。这种优化可以提高性能，如果应用程序使用到了这些对象的数组，效果尤其明显。此外，我们还将学习前缀和后缀操作符之间的差异；在重载操作符中，这是一个很重要的问题。最后，我们将学习一些消除临时对象的创建的方法。

技巧9：类成员对齐方式的优化

　　只需改变类成员的声明顺序就可以改变这个类的大小：

struct A
{
 bool a;
 int b;
 bool c;
}; /*sizeof (A) == 12*/

　　在我的机器上，sizeof (A) 等于12。结果看起来非常的出乎意料，因为A的成员大小之和仅仅是6个字节，多余的6个字节来自何方呢？编译器在每个bool类型成员的后面插入了各插入三个填充字节，使得它四字节边界对齐。你可以按照下面的方式重新组织数据成员减少A的大小：

struct B
{
 bool a;
 bool c;
 int b;
}; // sizeof (B) == 8

　　这次编译器只是在成员c的后面插入两个填充字节。因为b占4字节，它自然就word边界对齐，而不需要额外的填充字节。

 

技巧10：明确前缀后缀操作符之间的差异

　　内置的++操作符可以放在操作数的两边：

int n=0;
++n; /*前缀*/
n++; /*后缀*/

　　你一定知道前缀操作符首先改变操作数，然后再使用它的值。比如：

int n=0, m=0;
n = ++m; /*first increment m, then assign its value to n*/
cout << n << m; /* display 1 1*/

　　在这个例子中，在赋值之后，n等于1；因为它是在将m赋予n之前完成的自增操作。

int n=0, m=0;
n = m++; /*first assign m's value to n, then increment m*/
cout << n << m; /*display 0 1*/

　　在这个例子中，赋值之后，n等于0；因为它是先将m赋予n，之后m再加1。

　　为了更好的理解前缀操作符和后缀操作符之间的区别，我们可以查看这些操作的反汇编代码。即使你不了解汇编语言，你也可以很清楚地看到二者之间的区别，注意inc指令出现的位置：

/*disassembly of the expression: m=n++;*/
mov ecx, [ebp-0x04] /*store n's value in ecx register*/
mov [ebp-0x08], ecx /*assign value in ecx to m*/
inc dword ptr [ebp-0x04] /*increment n*/



/*disassembly of the expression: m=++n;*/
inc dword ptr [ebp-0x04] /*increment n;*/
mov eax, [ebp-0x04] /*store n's value in eax register*/
mov [ebp-0x08], eax /*assign value in eax to m*/

 

注：前缀操作符、后缀操作符与性能之间的联系是什么？原文作者没有说明。所以有了亚历山大同志 的疑问。在此做一下说明：当应用内置类型的操作时，前缀和后缀操作符的性能区别通常可以忽略。然而，对于用户自定义类型，后缀操作符的效率要低于前缀操作符，这是因为在运行操作符之间编译器需要建立一个临时的对象
 

技巧11：尽量消除临时对象

　　在一些情况下，C++会“背着你”创建一些临时对象。一个临时对象的开销可能很大，因为它的构造和析构函数肯定会被调用。但是，在大多数情况下，您可以防止临时对象的创建。在下面的例子，一个临时对象被创建：

Complex x, y, z;
x=y+z; /* temporary created */

　　表达式y+z;将会导致一个Complex类型的临时对象的产生，这个临时对象保存着相加的结果。之后，这个临时对象被赋予x，随后销毁。临时对象的生成可以用两种方式加以避免：

Complex y,z;
Complex x=y+z; /* initialization instead of assignment */

　　在上面的例子中，y和z相加的结果直接用于对象x的构造，所以就避免了起中介作用的临时对象。或者你可以用+=代替+，同样可以达到相同的效果：

/* instead of x = y+z; */
x=y;  
x+=z;

　　虽然采用+=的这个版本不太优雅，它只有两个成员函数调用：赋值操作和+=操作。相较而言，使用+操作符则产生三次成员函数调用：临时对象的构造、对于x的拷贝构造，以及临时对象的析构！

  

// 续 任何时候都适用的20个C++技巧 <12-13>  Object-oriented Design 

作者: 凌云健笔

出处：http://www.cnblogs.com/lijian2010/

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