Penjelasan terperinci tentang pengoptimuman fungsi C++: prinsip pengoptimuman dan teknik pengoptimuman biasa

Mengoptimumkan fungsi C++ mengikut prinsip: mengoptimumkan kod laluan kritikal, fokus pada fungsi panas, dan mengimbangi prestasi dan kebolehbacaan. Teknik pengoptimuman yang biasa termasuk: fungsi sebaris untuk menghapuskan panggilan tidak langsung untuk meningkatkan kelajuan akses langsung untuk meningkatkan kecekapan penulisan semula fungsi maya untuk mengelakkan penggunaan kumpulan objek yang kerap;

Penjelasan terperinci tentang pengoptimuman fungsi C++: prinsip pengoptimuman dan teknik pengoptimuman biasa

Prinsip pengoptimuman

Apabila mengoptimumkan fungsi C++, ikuti prinsip yang berikut🜎

Fokus Untuk mengoptimumkan laluan kod yang mengambil masa pelaksanaan paling lama.
• Fokus pada fungsi panas:
Optimumkan fungsi yang sering dipanggil.
• Imbangkan prestasi dan kebolehbacaan kod:
Optimumkan kod untuk mengekalkan kebolehbacaannya dan mengelakkan kerumitan yang berlebihan.
• Gunakan alatan analisis prestasi:
Gunakan pemprofil prestasi (seperti gprof, Valgrind) untuk mengenal pasti kesesakan prestasi.
Teknik pengoptimuman biasa

1. Fungsi sebaris

Masukkan kod fungsi kecil terus ke titik panggilan, menghapuskan overhed panggilan fungsi.

inline void Swap(int& a, int& b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

2. Kurangkan panggilan tidak langsung

Akses objek secara langsung melalui penunjuk atau rujukan dan elakkan panggilan tidak langsung melalui penunjuk.

struct Point {
  int x, y;
};

void MovePoint(const Point& point) {
  // 间接调用：
  point->x++;

  // 直接调用：
  // point.x++;  // 只在 C++11 以上的版本中可用
  (*point).x++;
}

3. Optimumkan gelung

Gunakan julat untuk gelung dan buka gelung manual untuk meningkatkan kecekapan gelung.

// 手动循环展开：
for (int i = 0; i < n; i++) {
  Array1[i] *= Factor;
  Array2[i] /= Factor;
}

// 范围 for 循环：
for (auto& e : Array1) {
  e *= Factor;
}
for (auto& e : Array2) {
  e /= Factor;
}

4. Penulisan semula fungsi maya

Jika kelas terbitan mengatasi fungsi maya, penunjuk fungsi maya kelas asas tidak lagi menunjuk kepada pelaksanaan kelas terbitan, mengakibatkan panggilan tidak langsung. Arahan ini boleh dihapuskan dengan menggunakan kata kunci final untuk menentukan bahawa fungsi maya tidak boleh ditindih.

class Base {
 public:
  virtual void Display() final;  // 不能被派生类重写
};

5. Kolam Objekfinal 关键字指定虚函数不能被重写，可以消除这种间接性。

class ObjectPool {
 public:
  std::vector<std::shared_ptr<Object>> objects;

  std::shared_ptr<Object> Acquire() {
    if (objects.empty()) {
      objects.push_back(std::make_shared<Object>());
    }
    auto object = objects.back();
    objects.pop_back();
    return object;
  }

  void Release(std::shared_ptr<Object>& object) {
    objects.push_back(object);
  }
};

5. 对象池

对于频繁创建和销毁的对象，使用对象池可以避免频繁的内存分配和释放操作。

int SumArray(const int* array, int size) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    sum += array[i];
  }
  return sum;
}

实战案例

考虑以下示例函数：

inline int SumArray(const int* array, int size) {
    int sum = 0;
    for (auto e : array) {
        sum += e;
    }
    return sum;
}

优化后：

• 内联函数：由于函数体较小，可以内联来消除函数调用开销。
• 范围 for 循环：使用范围 for 循环可以提高循环效率。
• 虚拟函数消除：如果没有派生类重写 SumArray 函数，可以使用 final

Atas ialah kandungan terperinci Penjelasan terperinci tentang pengoptimuman fungsi C++: prinsip pengoptimuman dan teknik pengoptimuman biasa. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!