C++ 関数がプログラムのパフォーマンスに与える影響

関数呼び出しでは、命令の呼び出し時間、パラメーターの受け渡し、スタック フレームの割り当て、関数の出入りなどのパフォーマンスのオーバーヘッドが発生します。関数をインライン化し、パラメーターの受け渡しを減らし、再帰関数を最適化し、非仮想関数を使用することにより、関数呼び出しのパフォーマンスを最適化し、プログラムの全体的な効率を向上させることができます。

#C 関数がプログラムのパフォーマンスに及ぼす影響

はじめに

オーバーヘッドの構成

• 関数呼び出し命令自体: Call 命令自体により時間のオーバーヘッドが発生します。
• パラメータの受け渡し: 呼び出される関数にパラメータを渡すと、特に大規模または複雑なデータ構造の場合、オーバーヘッドが発生します。
• スタック フレームの割り当て: 各関数呼び出しでは、ローカル変数と呼び出し情報を保存するためのスタック フレームが作成されます。
• 関数の開始と終了: 関数の開始と終了には、レジスタの保存と復元などの特定の命令の実行が必要です。

実践的なケース: インライン関数と通常の関数の比較

// 普通函数
double square(double x) {
    return x * x;
}

// 内联函数
inline double square(double x) {
    return x * x;
}

int main() {
    double x = 2.0;
    double y = square(x); // 普通函数
    double z = square(x); // 内联函数
    return 0;
}

関数呼び出しを最適化するためのヒント

• 関数をインライン化してみてください: コンパイラがインライン化できないすべての関数ですが、頻繁に呼び出される小さな関数についてはインライン化を検討できます。
• パラメータの受け渡しを減らす: 参照またはポインタを使用して大きなデータ構造を渡すことで、不必要なコピーを回避します。
• 再帰関数の最適化: 再帰関数は大量のスタック フレーム割り当てを引き起こす可能性があるため、再帰呼び出しを最適化する必要があります。
• 非仮想関数を使用する: 仮想関数の呼び出しは非仮想関数よりも遅いため、必要に応じて非仮想関数を使用する必要があります。

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