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在我的程序代码中有各种相当小的对象，范围从一个字节或 2 到大约 16。例如 Vector2 (2 * T)、Vector3 (3 * T)、Vector4 (4 * T)、ColourI32 (4)、LightValue16 (2 )、Tile (2) 等（括号中的字节大小）。

正在做一些分析（基于样本），这导致我得到一些比预期慢的功能，例如

//4 bits per channel natural light and artificial RGB
class LightValue16
{
...
    explicit LightValue16(uint16_t value);
    LightValue16(const LightValueF &);
    LightValue16(int r, int g, int b, int natural);

    int natural()const;
    void natural(int v);
    int artificialRed()const;
    ...
    uint16_t data;
};
...
LightValue16 World::getLight(const Vector3I &pos)
{ ... }

这个函数做一些数学运算来通过几个数组查找值，其中一些默认值用于世界上人口稠密的部分。内容很好地内联，反汇编看起来和它所能得到的一样好。大约有 100 条指令。但是有一点很突出，在所有返回站点上，它都是通过以下方式实现的：

mov eax, dword pyt [ebp + 8]
mov cx, word ptr[ecx + edx * 2] ; or say mov ecx, Fh
mov word ptr [eax], cx
pop ebp
ret 10h

对于 x64，我看到了几乎相同的东西。我没有检查我的 GCC 版本，但我怀疑它的作用几乎相同。

我做了一些实验，发现使用了 uint16_t 返回类型。它实际上导致 World::getLight 函数被内联（看起来几乎相同的核心 80 条指令左右，没有条件/循环不同的作弊）和我正在调查的外部函数的总 CPU 使用率从 16.87 % 到 14.04% 虽然我可以根据具体情况（以及尝试强制内联的东西）来做到这一点，但有没有什么实用的方法可以避免这种性能问题？甚至可能在整个代码中提高 % 的速度？

我现在能想到的最好的方法就是在这种情况下使用原始类型（< 4 或者可能是 8 字节对象）并将所有当前成员的东西移动到非成员函数中，所以更像是在 C 中所做的，只是使用命名空间.

考虑到这一点，我想像“t foo(const Vector3F &p)”这样的东西通常也比“t foo(float x, float y, float z)”要付出代价吗？如果是这样，在一个广泛使用 const& 的程序上，它是否会产生显着差异？

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看看Itanium C++ ABI。虽然您的计算机肯定没有安腾处理器，但 gcc 对 x86 和 x86-64 ABI 的建模与安腾 ABI 非常相似。链接部分指出

但是，如果返回值类型具有非平凡的复制构造函数或析构函数，[返回到调用者提供的内存发生]

要了解重要的复制构造函数或析构函数的含义，请查看什么是聚合和 POD 以及它们如何/为什么特别？，并查看类“可简单复制”的规则。在您的情况下，问题是您定义的复制构造函数。根本不需要它，编译器将合成一个复制构造函数，它只是根据data需要分配成员。如果您想明确声明您需要一个复制构造函数，并且您使用的是 C++11，您也可以将其写为defaulted function，这并不重要：

LigthValue16(const LightValue16 & other) = default;
于 2014-02-09T14:27:15.503 回答
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在对这个问题的评论中已经有很多讨论，是否允许编译器对您分析的函数进行class LightValue16简单处理。uint16_t

如果您的类不包含特殊的魔法（如虚函数）并且整个类对分析的函数可见，编译器可以生成 100% 同等效率的代码，然后只使用 `uint16_t 类型。

问题是“能”。尽管所有体面的编译器通常会生成 100% 的代码，但偶尔会出现一些优化不会应用的情况，或者至少生成的代码会有所不同。可能只是启发式更改的参数（例如，将不会应用内联，因为由于类的原因，在某些优化步骤中只剩下一点点代码）或某些优化过程在此阶段确实需要纯数字类型，这甚至不是编译器中的真正错误。例如，如果您在上面的类中添加“模板<bool NotUsed>”，这可能会更改编译器中的优化步骤，尽管从语义上讲您的程序不会改变。

因此，如果您想 100% 确定，请直接使用 int 或 double。但在 90% 的情况下，它会达到 100% 的速度，只有在 10% 的情况下，它只有 90% 的性能，这对于 99%（但不是 100%）的所有用例来说应该没问题。

于 2013-08-16T18:12:14.750 回答