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C++ 中的标头是否<cstdio>包含与名称空间中相同的<stdio.h>功能std？

我在使用 mingw-w64 编译的程序中遇到了奇怪的效率问题，它比在 linux 上慢十倍以上。经过一番测试，我发现问题出在sprintf.

然后我做了以下测试：

#include <stdio.h>
// #include <cstdio>
// using std::sprintf;

int main () {
  int i;
  for (i = 0; i < 500000; i++){
    char x[100];
    sprintf(x, "x%dx%dx", i, i<<2);
  }
}

使用它编译时，使用<stdio.h>它的速度要快 15 倍<cstdio>。这是时间：

$ time ./stdio

real    0m0.557s
user    0m0.046s
sys     0m0.046s

$ time ./cstdio

real    0m7.465s
user    0m0.031s
sys     0m0.077s

$ g++ --version
g++.exe (rubenvb-4.8-stdthread) 4.8.1 20130324 (prerelease)
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

更新 1：我进一步对不同的 mingw-w64 构建（rubenvb、drangon 和 mingw-build）进行了计时，发现所有 32 位版本都使用<cstdio>4.x 秒计时和 64 位版本 7.x~8.x 秒。所有版本的使用<stdio.h>时间都在 0.4~0.6 秒左右。

更新 2：我反汇编了 gdb 中的 main 函数，发现只有一行不同：<stdio.h>版本调用callq 0x4077c0 <sprintf>但<cstdio>版本调用callq 0x407990 <_Z7sprintfPcPKcz>。

sprintf包含：

0x00000000004077c0 <+0>: jmpq   *0x7c6e(%rip) # 0x40f434 <__imp_sprintf>
0x00000000004077c6 <+6>: nop
0x00000000004077c7 <+7>: nop

跟着__imp_sprintf我到了sprinf里面msvcrt.dll。

_Z7sprintfPcPKcz包含一些mingw代码：

0x0000000000407990 <+0>:     push   %rbp
0x0000000000407991 <+1>:     push   %rbx
0x0000000000407992 <+2>:     sub    $0x38,%rsp
0x0000000000407996 <+6>:     lea    0x80(%rsp),%rbp
0x000000000040799e <+14>:    mov    %rcx,-0x30(%rbp)
0x00000000004079a2 <+18>:    mov    %r8,-0x20(%rbp)
0x00000000004079a6 <+22>:    mov    %r9,-0x18(%rbp)
0x00000000004079aa <+26>:    mov    %rdx,-0x28(%rbp)
0x00000000004079ae <+30>:    lea    -0x20(%rbp),%rax
0x00000000004079b2 <+34>:    mov    %rax,-0x58(%rbp)
0x00000000004079b6 <+38>:    mov    -0x58(%rbp),%rdx
0x00000000004079ba <+42>:    mov    -0x28(%rbp),%rax
0x00000000004079be <+46>:    mov    %rdx,%r8
0x00000000004079c1 <+49>:    mov    %rax,%rdx
0x00000000004079c4 <+52>:    mov    -0x30(%rbp),%rcx
0x00000000004079c8 <+56>:    callq  0x402c40 <__mingw_vsprintf>
0x00000000004079cd <+61>:    mov    %eax,%ebx
0x00000000004079cf <+63>:    mov    %ebx,%eax
0x00000000004079d1 <+65>:    add    $0x38,%rsp
0x00000000004079d5 <+69>:    pop    %rbx
0x00000000004079d6 <+70>:    pop    %rbp

为什么要cstdio使用不同的（而且速度慢得多）功能？

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1 回答 1

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libstdc++ 确实__USE_MINGW_ANSI_STDIO在构建 ( config/os/mingw32-w64/os_defines.h) 期间定义，这将打开 mingwsprintf 包装器。正如@Michael Burr 指出的那样，这些包装器的存在是为了与 C99/GNU99 兼容。

您的测试没有定义__USE_MINGW_ANSI_STDIO，因此您不会使用stdio.h. 但由于它是在构建 libstdc++ 时定义的，因此您将使用cstdio. 但是，如果您在 include 之前自己定义它stdio.h，您将再次获得包装器。

因此，实际上您确实得到了不同的实现，并且cstdio std::sprintf不一定与 mingw 相同stdio.h sprintf，至少在 mingw 方面不是。

这是一个测试。首先是来源：

#ifdef USE_STDIO
  #include <stdio.h>
#else
  #include <cstdio>
  using std::sprintf;
#endif

int main () {
  int i;
  for (i = 0; i < 500000; i++){
    char x[100];
    sprintf(x, "x%dx%dx", i, i<<2);
  }
}

结果：

$ g++ -o test_cstdio.exe test.cc
$ g++ -o test_stdio.exe -DUSE_STDIO test.cc
$ g++ -o test_stdio_wrap.exe -DUSE_STDIO -D__USE_MINGW_ANSI_STDIO test.cc

$ for x in test_*.exe; do ( echo $x; objdump -d $x | grep sprintf; echo ); done
test_cstdio.exe
  40154a:   e8 41 64 00 00          callq  407990 <_Z7sprintfPcPKcz>
0000000000402c40 <__mingw_vsprintf>:
0000000000407990 <_Z7sprintfPcPKcz>:
  4079c8:   e8 73 b2 ff ff          callq  402c40 <__mingw_vsprintf>

test_stdio.exe
  40154a:   e8 71 62 00 00          callq  4077c0 <sprintf>
00000000004077c0 <sprintf>:
  4077c0:   ff 25 6e 6c 00 00       jmpq   *0x6c6e(%rip)        # 40e434 <__imp_sprintf>

test_stdio_wrap.exe
  40154a:   e8 41 64 00 00          callq  407990 <_Z7sprintfPcPKcz>
0000000000402c40 <__mingw_vsprintf>:
0000000000407990 <_Z7sprintfPcPKcz>:
  4079c8:   e8 73 b2 ff ff          callq  402c40 <__mingw_vsprintf>
于 2013-08-17T00:02:16.250 回答