C++ 初心者からの質問で、早朝に頭痛がします。ご覧になりたい場合は、ページの下部にあるコードにスキップしてください。識別子は異なるが同じタイプ (つまり ) の複数の変数にいくつかの操作を適用していますdouble。操作は、外部関数呼び出しから、またはメイン内で行われます。
6つのシナリオを考える
(1) ローカルオブジェクトが関数を呼び出していない
(2) 関数を呼び出していない参照オブジェクト
(3) 関数を呼び出していないベクトル内の要素への参照
(4) ローカルオブジェクト呼び出し関数
(5) 関数を呼び出していない参照オブジェクト
(6) ベクトル呼び出し関数内の要素参照
興味深い結果が得られました（とにかく私にとって）。(1) と (2) は平均 574 ミリ秒かかりましたが、(3)、(4)、(5)、(6) はすべて約 2.77 秒かかりました。
(4)、(5)、および (6) は、おそらく要素を渡すことによる関数呼び出しから生じるオーバーヘッドによるものであることを認めます。いくつかの疑問が生じます。
ベクトル要素への参照の計算 (つまり (3)) も、関数の呼び出しと同じ時間がかかるのはなぜですか? これは、ベクトル要素への参照の呼び出しと、同様の関数への値の提供との間に何らかのオーバーヘッドがあることを意味しますか?
double&(この場合の関数は ではなくを取ることに注意してくださいdouble)。関数パラメーターをすべて に変更すると
&double、(1) と (2) に 2.7 秒かかるのはなぜですか? つまり、(1) と (2) に対して関数を呼び出しているわけではありません。（他の誰かがこれを試すことができますか - 私はこれが奇妙だと思ったので）これらのいずれかを最適化する特別な方法はありますか?
CODE: Windows MinGWg++ 4.7.2でコンパイル済み。g++ -std=c++11 -O3
#include <iostream> // c++ input/output libraries
#include <stdio.h>
#include <vector>
#include "timer.h"
void do_some_calc(double aa, double bb, double cc, double dd, double ee)
{
double total{0}, add{0};
for(int tests=0; tests<5; ++tests) {
Timer Time;
Time.start();
for(int i=0; i<100000; ++i)
{
for(int j=0; j<2000; ++j)
{
add = aa*bb/cc*dd/ee;
total += add;
aa=aa/2;
bb=bb/2;
cc=cc/2;
dd=dd/2;
ee=ee/2;
aa=aa*2;
bb=bb*2;
cc=cc*2;
dd=dd*2;
ee=ee*2;
}
}
cout << total << " with " << add << endl;
Time.finish("func call");
}
}
int main()
{
// the numbers 12, 13,14,13 and 12 tied to a vector
std::vector<double> ch{12,13,14,13,12};
// the numbers 12, 13,14,13 and 12 tied to independent objects
double a = 12;
double b = 13;
double c = 14;
double d = 13;
double e = 12;
// reference to objects
double& a_ref = a;
double& b_ref = b;
double& c_ref = c;
double& d_ref = d;
double& e_ref = e;
// reference to vector elements
double& a_vref = ch[0];
double& b_vref = ch[1];
double& c_vref = ch[2];
double& d_vref = ch[3];
double& e_vref = ch[4];
cout << "1) normal without function (i.e. local):" << endl;
double total{0}, add{0};
for(int tests=0; tests<5; ++tests) {
Timer Time;
Time.start();
for(int i=0; i<100000; ++i)
{
for(int j=0; j<2000; ++j)
{
add = a*b/c*d/e;
total += add;
a=a/2;
b=b/2;
c=c/2;
d=d/2;
e=e/2;
a=a*2;
b=b*2;
c=c*2;
d=d*2;
e=e*2;
}
}
cout << total << " with " << add << endl;
Time.finish("obj");
}
cout << "\n\n2) reference to double obj without function (i.e. local):" << endl;
total=0, add=0;
for(int tests=0; tests<5; ++tests) {
Timer Time;
Time.start();
for(int i=0; i<100000; ++i)
{
for(int j=0; j<2000; ++j)
{
add = a_ref*b_ref/c_ref*d_ref/e_ref;
total += add;
a_ref=a_ref/2;
b_ref=b_ref/2;
c_ref=c_ref/2;
d_ref=d_ref/2;
e_ref=e_ref/2;
a_ref=a_ref*2;
b_ref=b_ref*2;
c_ref=c_ref*2;
d_ref=d_ref*2;
e_ref=e_ref*2;
}
}
cout << total << " with " << add << endl;
Time.finish("ref obj");
}
cout << "\n\n3) reference to double obj from vector without function (i.e. local):" << endl;
total=0, add=0;
for(int tests=0; tests<5; ++tests) {
Timer Time;
Time.start();
for(int i=0; i<100000; ++i)
{
for(int j=0; j<2000; ++j)
{
add = a_vref*b_vref/c_vref*d_vref/e_vref;
total += add;
a_vref=a_vref/2;
b_vref=b_vref/2;
c_vref=c_vref/2;
d_vref=d_vref/2;
e_vref=e_vref/2;
a_vref=a_vref*2;
b_vref=b_vref*2;
c_vref=c_vref*2;
d_vref=d_vref*2;
e_vref=e_vref*2;
}
}
cout << total << " with " << add << endl;
Time.finish("ref vec");
}
//cout << "\n\nreference to obj from vector without function (i.e. local):" << endl;
cout << "\n\n4) normal with function:" << endl;
do_some_calc(a,b,c,d,e);
cout << "\n\n5) reference to double obj with function:" << endl;
do_some_calc(a_ref,b_ref,c_ref,d_ref,e_ref);
cout << "\n\n6) reference to double obj from vector with function:" << endl;
do_some_calc(a_vref,b_vref,c_vref,d_vref,e_vref);
return 0;
}
#include "Timer.h"これは私が作成したカスタムで、ここで時間を計算するために使用しました
/*
Timer class for c++11 and pre c++11 (i.e. c++03 and c++99 etc) [version 0.1]
This is currently static and does not include multiple starts
Author:
currently tested on GCC only
*/
#ifndef TIMER_H
#define TIMER_H
#include <string>
#include <iostream>
#if (__cplusplus >= 201103L)
#include <chrono> // include new c++11 object for timer
#include <ratio>
#else
#include <ctime> // include pre c++11 object for timer
#endif
class Timer {
private:
#if __cplusplus >= 201103L
typedef std::chrono::high_resolution_clock::time_point hiResClock;
typedef std::chrono::duration<long double,std::micro> micro_t;
hiResClock store;
#else
long double store;
#endif
public:
void start(void); // [c++11] method: start timer
void finish(const std::string& disp); // [both] method: finish timer
}; // end of class Timer
inline void Timer::start(void)
{
#if __cplusplus >= 201103L
store = std::chrono::high_resolution_clock::now();
#else
store = (long double)std::clock()/CLOCKS_PER_SEC;
#endif
}
void Timer::finish(const std::string& disp)
{
std::cout << "Time taken: ";
#if __cplusplus >= 201103L
Timer::micro_t out = std::chrono::duration_cast<Timer::micro_t> (std::chrono::high_resolution_clock::now()-store);
long double temp = out.count();
if(temp<1000)
std::cout << out.count() << " micro-seconds" << std::endl;
else if(temp<1000000)
std::cout << out.count()/1000 << " milli-seconds" << std::endl;
else if(temp<1000000000)
std::cout << out.count()/1000000 << " seconds" << std::endl;
else if(temp<60000000000)
std::cout << out.count()/60000000L << " minutes" << std::endl;
else
std::cout << out.count()/3600000000ULL << " hours" << std::endl;
#else
std::cout << ((long double)std::clock()/CLOCKS_PER_SEC-store) << " seconds" << std::endl;
#endif
std::cout << " For: " << disp << std::endl;
}
#endif // instantiate Timer.h once