ポインターを使用する場合、パフォーマンスに影響はありますか？
ポインタの使用を避ける方が良いですか？使用する場合、どのような状況でですか？明らかに、それらは参照とともに、データのコピーを減らすのに役立ちます。指し示すデータ型が小さければ、ポインターの必要性は少ないと思います。対照的に、ポインタのオーバーヘッドはオブジェクトのコピーのオーバーヘッドよりも小さいため、ポインタを介して大きなオブジェクトを渡す方が適切です。
引数/パラメータ以外の領域のポインタについても疑問に思っていましたか？
このパフォーマンスのコンテキストでは、参照は一般的にポインターよりも優れていますか？
私はマイクロ最適化のSO「汚い」トピックに接していることに感謝していますが、非常にレイテンシーに焦点を当てたアプリを書いています。
パフォーマンスが重要になる可能性があることは知っていますが、セマンティクスの方が重要です。高速で間違っていることは無意味です。
ポインターまたは参照の使用には、共有などのセマンティクスの影響があります。
void foo(A& a) {
a.a = 1;
if (a.b != 0) { throw ... }
a.b = 0;
}
この場合a.b == 0、の最初のフィールドはa変更されていますが、2番目のフィールドは変更されていません。
また、そのような共有は潜在的なエイリアシングを作成する可能性があります。
void foo(struct A a, struct A b);
void foo(struct A* a, struct A* b);
前者の場合、2つの構造は必然的に異なりますが、後者の場合は異なります。この可能性のあるエイリアシングにより、最適化が妨げられる可能性があります。
最初にセマンティクスに焦点を合わせます。それらを正しく理解したら、特定の状況での効果を微調整して測定できます。
このパフォーマンスのコンテキストでは、参照は一般的にポインターよりも優れていますか？
はい、可能な場合は参照を使用し、必要な場合はポインタを使用してください。パフォーマンス面では、それらは同じです。
はい、余分なコピーを防ぐために、通常は参照またはポインタで大きな構造体を渡す方が良いでしょう。
ポインタまたは参照を介して変数またはオブジェクトにアクセスするのは、直接アクセスするのと同じくらい速い場合があります。この効率の理由は、マイクロプロセッサの構築方法にあります。関数内で宣言されたすべての非静的変数とオブジェクトはスタックに格納され、実際にはスタックポインターを基準にしてアドレス指定されます。同様に、クラスで宣言されたすべての非静的変数とオブジェクトは、C++では「this」として知られている暗黙のポインターを介してアクセスされます。したがって、適切に構造化されたC ++プログラムのほとんどの変数は、実際には何らかの方法でポインターを介してアクセスされていると結論付けることができます。したがって、マイクロプロセッサはポインタを効率的にするように設計する必要があり、それがマイクロプロセッサです。
ただし、いくつかの欠点がありますが、それらはポインタと参照の両方に適用されます。
ただし、ポインタと参照を使用することには欠点があります。最も重要なことは、ポインタまたは参照の値を保持するために追加のレジスタが必要です。特に32ビットモードでは、レジスタは不足しているリソースです。十分なレジスタがない場合は、ポインタを使用するたびにメモリからポインタをロードする必要があり、これによりプログラムの速度が低下します。もう1つの欠点は、ポインターの値が、ポイントされた変数にアクセスできる時間の数クロックサイクル前に必要になることです。
そして、ここにソースがあります。あなたがこの質問をしたなら、私はあなたがそれを良い読み物だと思うだろうと思います。
いくつかのコードを見てみましょう：
int x = 0;
00412E0E mov dword ptr [x],0
foo(x);
00412E15 lea eax,[x]
00412E18 push eax
00412E19 call foo (4111C2h)
00412E1E add esp,4
foo(&x);
00412E21 lea eax,[x]
00412E24 push eax
00412E25 call foo (4111BDh)
00412E2A add esp,4
関数を呼び出すときに違いはありません。
void foo (int& x)
{
00411370 push ebp
00411371 mov ebp,esp
00411373 sub esp,0C0h
00411379 push ebx
0041137A push esi
0041137B push edi
0041137C lea edi,[ebp-0C0h]
00411382 mov ecx,30h
00411387 mov eax,0CCCCCCCCh
0041138C rep stos dword ptr es:[edi]
x = 3;
0041138E mov eax,dword ptr [x]
00411391 mov dword ptr [eax],3
}
void foo (int* x)
{
004117A0 push ebp
004117A1 mov ebp,esp
004117A3 sub esp,0C0h
004117A9 push ebx
004117AA push esi
004117AB push edi
004117AC lea edi,[ebp-0C0h]
004117B2 mov ecx,30h
004117B7 mov eax,0CCCCCCCCh
004117BC rep stos dword ptr es:[edi]
*x = 3;
004117BE mov eax,dword ptr [x]
004117C1 mov dword ptr [eax],3
}
関数内に違いはありません。
ポインタを介したデータへのアクセスは、直接行うよりも少し遅くなりますが、間接参照操作は非常に高速であり、非常に特定の反復数処理タスクを実行しない限り、これは通常大したことではありません。
大きなオブジェクトと小さなオブジェクトのポインタを渡すことについては、正確に正しいです。たとえば、int *とintのサイズは、実装によっては同じになる場合があります。
参照とポインタは通常、パフォーマンスに関して同じです。ただし、Foo*ではなくconstFoo＆を実行する習慣がある場合、コンパイラーはコードを最適化するためのより良い仕事を頻繁に行うことができます。
ヒープベースのオブジェクトの最大の問題は、必要なときにそれらが一緒に配置されないことが多いことです。つまり、オブジェクトを処理するためにそれらのオブジェクトをCPUキャッシュに読み込むには、より多くの時間が必要になります（つまり、オブジェクトが10個ある場合）。それらがすべて連続して割り当てられている場合、1回のメモリ読み取りですべてが一度にキャッシュに入れられ、ヒープ全体に分散している場合は、それぞれの読み取りが必要になります）。
公平を期すために、これは、ガベージ圧縮後でもガベージコレクションされたものを含むすべてのヒープシステムに適用されます。答えは（明らかに）これらのオブジェクトを一緒に割り当てるか、時間の経過とともにそれらを割り当てるための空き領域を備えたバッファーを提供することです。
ポインタに関する他の問題は、ポインタへのオブジェクトにアクセスするために間接参照が必要なことです。オブジェクトの配列がある場合は問題ありません。通常、オブジェクトは連続しています。ただし、ポインタの配列がある場合は、オブジェクトを読み取る場所を見つけるために、それらのポインタを読み取る必要があります。
ポインタ演算を使用して隣接するオブジェクトにアクセスする場合（すべてのオブジェクトがどこにあるかを見つけるために1つのポインタを読み取るだけでよいため）、ポインタも高速になります。
つまり、問題はポインター自体にあるのではなく、ポインターが指すデータをどのように編成するかにあります。
ポインタがどこを指しているかによって異なります。オブジェクトがスタックに割り当てられ、ポインタパラメータを渡すと、多くの場合、ヒープ上のオブジェクトを指すポインタよりも高速になります。渡したオブジェクトが、ほとんどの場合、CPUによってすでにキャッシュされている前に関数でアクティブに使用されていた場合、パフォーマンスはほぼ同じになります。
コピーについて...ほとんどのコンパイラは、CPUレジスタを使用して、CPUで使用可能な最速のメモリであるポインタを渡します。ただし、値として渡す場合、コンパイラはオブジェクト全体をコピーし、ctor/dtorを呼び出す必要があります。
だから私のアドバイスは、物事をスタックに保ち、ポインタ/参照を渡すようにしてください。
パフォーマンスについては一定ではなく、ハードウェア/ OS /コンパイラによって異なる可能性があるとは言い難いので、プロファイラーツールを使用してコードをプロファイリングし、キャッシュミス、メモリの断片化、CPU使用率などを分析することをお勧めします。
http://en.wikipedia.org/wiki/VTune
http://developer.amd.com/tools/CodeAnalyst/Pages/default.aspx
ポインタを使用しても、パフォーマンスに影響はありません。ポインタの使用は非常に高速です。ポインタは、ほとんどの（すべて？）専門的なプロジェクトで一般的なツールとして使用されます。これらは、リスト、キュー、マップ、ツリー、データベースなど、あらゆる場所で構築するために使用されます。それらに慣れてください！