Beeinflussen virtuelle Funktionen in C die Leistung erheblich?

Virtuelle Funktionen und Leistung in C

Die Verwendung abstrakter Klassen und virtueller Funktionen im Klassendesign hat Bedenken hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf die Leistung geweckt. Es wird allgemein angenommen, dass virtuelle Funktionen zu Leistungseinbußen führen. Das Ausmaß dieser Auswirkungen bleibt jedoch umstritten.

Auswirkungen auf die Leistung in der Praxis

Um den Einfluss virtueller Funktionen auf die Leistung zu bewerten, wurde ein Benchmarking-Test durchgeführt eine 3GHz PowerPC-CPU. Es wurde eine einfache 4D-Vektorklasse mit Gettern und Settern erstellt.

Der Test umfasste Arrays mit 1024 Vektoren, wobei jeder Vektor 1000 Mal zu einem anderen addiert wurde. Die Funktionen wurden als Inline-, virtuelle und reguläre Funktionsaufrufe definiert.

Benchmarking-Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigten signifikante Unterschiede in den Ausführungszeiten:

• Inline: 8 ms (0,65 ns pro Anruf)
• Direkt: 68 ms (5,53 ns pro Anruf)
• Virtuell: 160 ms (13 ns pro Anruf)

Analyse und Schlussfolgerung

Der Test bestätigte, dass virtuelle Funktionen funktionieren Es kam zu einer Leistungseinbuße, die etwa 20-mal langsamer war als bei Inline-Anrufen. Dieser Overhead ist jedoch in den meisten praktischen Szenarien unbedeutend.

Wenn man bedenkt, dass jede Schleifeniteration 12.288 Funktionsaufrufe aufrief, beliefen sich die zusätzlichen Kosten pro virtuellen Funktionsaufruf auf nur 7 Nanosekunden. Dies deutet darauf hin, dass die Auswirkungen auf die Leistung vernachlässigbar sein sollten, es sei denn, eine Anwendung erfordert Millionen virtueller Funktionsaufrufe pro Sekunde.

Empfehlung

Virtuelle Funktionen können zwar zu einer leichten Leistungseinbuße führen Aufgrund des Overheads ist es wichtig, einer vorzeitigen Optimierung Priorität einzuräumen. In den meisten realen Anwendungen überwiegen die Vorteile der Verwendung abstrakter Klassen und virtueller Funktionen die potenziellen Auswirkungen auf die Leistung. Daher wird allgemein empfohlen, virtuelle Funktionen nach Bedarf zu verwenden, ohne übermäßige Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Leistung zu haben.

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