我目前正在尝试学习 C++11 及其花哨的功能。具体来说，我正在寻找高效的通用性。所以我很高兴地用 C++11 编写了一个程序来对输入文件的行进行排序，以测试我的新技能。由于 C++ 编译器的内联和很好的特性，我期望这个小例子有高性能。为了了解我的程序有多快，我使用该函数在 C 中破解了完全相同的程序qsort，因为它是原始 C，因此没有对此函数执行内联，并且我的比较函数被间接调用，并且需要执行两个间接访问char *表示字符串的指针。
事实
然而，我对结果感到非常惊讶，C 似乎比 C++ 快 4 倍。在 8Mb 文件上，我得到以下结果：
$ g++ -O3 -std=c++11 -o sort sort.C
$ time ./sort < huge > /dev/null
real 0m0.415s
user 0m0.397s
sys 0m0.013s
$ cc -O3 -Wall -o sortc sort.c
$ time ./sortc < huge > /dev/null
real 0m0.104s
user 0m0.097s
sys 0m0.010s
$ wc -l huge
140190 huge
请注意，我尽量做到公平，编译选项相同，我的 C 程序（稍后转储）的行为方式与 C++ 程序相同：输入行的大小没有限制，输入的数量没有限制线。
我还注意到，虽然我的 C 程序malloc几乎为每个输入行调用一次，但 C++ 程序的每个输入行分配比例为 10！
编码
这是我用来比较的两个程序。
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <memory>
int main () {
typedef std::vector<std::string> svec;
svec a;
std::string s;
for (;;) {
getline(std::cin, s);
if (std::cin.eof()) {
if (s != "")
a.push_back(std::move(s));
break;
}
a.push_back(std::move(s));
}
std::sort(a.begin(), a.end());
for (std::string &s : a) {
std::cout << s << "\n";
}
}
还有我更冗长的 C 版本。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFSZ 100
size_t getl(char **line, size_t len) {
char buf[BUFSZ];
size_t i, n;
for (i=0; i<BUFSZ; i++) {
int c = getchar();
if (c == EOF || c == '\n') {
*line = malloc(len+i+1);
memcpy(&(*line)[len], buf, i);
(*line)[len+i] = 0;
return i;
}
buf[i] = c;
}
n = getl(line, len+i);
memcpy(&(*line)[len], buf, i);
return i+n;
}
#define ARRAYSZ 30
struct Array {
char **lv;
size_t li, lc;
};
void addline(struct Array *a, char *line) {
if (a->li == a->lc) {
a->lc *= 2;
a->lv = realloc(a->lv, a->lc * sizeof *a->lv);
}
a->lv[a->li++] = line;
}
int cmp(const void *a, const void *b) {
return strcmp(*(const char **)a, *(const char **)b);
}
int main(void) {
char *line;
struct Array a;
size_t i;
a.li = 0;
a.lc = ARRAYSZ;
a.lv = malloc(a.lc * sizeof *a.lv);
for (;;) {
getl(&line, 0);
if (feof(stdin)) {
if (line[0] != 0)
addline(&a, line);
else
free(line);
break;
}
addline(&a, line);
}
qsort(a.lv, a.li, sizeof *a.lv, cmp);
for (i=0; i<a.li; i++) {
printf("%s\n", a.lv[i]);
free(a.lv[i]);
}
free(a.lv);
return 0;
}
问题
有人能告诉我必须在哪里更改我的 C++ 程序（而不是变成纯 C）以更快吗？我试图保持非常地道，这是破解 C++ 的好方法，还是当我想要高性能时应该倾向于编写类似 C 的代码？为什么 C++ 程序在堆上分配那么多，我怎样才能减少这个？
编辑
根据大众的需求，我展示了我的 C++ 程序的分析结果。这是我的 C++ 程序的分析器的有趣输出（前两行）：
Each sample counts as 0.01 seconds.
% cumulative self self total
time seconds seconds calls ms/call ms/call name
40.03 0.02 0.02 1198484 0.00 0.00 __gnu_cxx::__normal_iterator<std::string*, std::vector<std::string, std::allocator<std::string> > >::operator--()
30.02 0.04 0.02 2206802 0.00 0.00 bool std::operator< <char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >(std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&, std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&)
当我读到它时，似乎分配不是唯一的原因。