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TL;DR VS2013 的优化器是否混淆了，或者我的测量结果是否错误，或者全局虚拟对象实际上是否需要易失性才能使测试有效或____？

免责声明：这主要是出于“学术”兴趣，我不认为我看到的差异会真正影响任何生产代码。

简介：我最近的一些测量结果让我想到了这个问题，因为我看到了 VS2013之间std::vector<std::unique_ptr<T> >的显着差异。boost::ptr_vector（另见那里的评论）

对于我的特定测试用例，访问 boost::ptr_vector 中的元素似乎比使用 unique_ptr 的向量快 50%！

我的测试代码在这里：http ://coliru.stacked-crooked.com/a/27dc2f1b91380cca （我将避免在这个问题中也包括它，我将在下面包含片段）

  • gcc 4.8 没有报告任何差异，所以这是 VS2013 的事情。

    Start...
The timings are as follows for accessing all (1000000) elements 200 times:
* St6vectorISt10unique_ptrIjSt14default_deleteIjEESaIS3_EE: 1764 ms
* N5boost10ptr_vectorIjNS_20heap_clone_allocatorESaIPvEEE: 1781 ms
Dummy output: 500000

  • 我对链接到的测试代码的确切时间是：

    Start...
The timings are as follows for accessing all (1.000.000) elements 200 times:
* class std::vector<....>: 344 ms
* class boost::ptr_vector<unsigned int,....>: 216 ms
Dummy output: 500.000

测试循环看起来像这样，我还将在那里保留冗长的注释来解释我所看到的：

template<typename C>
void RunContainerAccess(C& c) {
    for (size_t i = 0; i != loop_count; ++i) {
        for (auto& e : c) {
            // This is relevant: 
            // If the if-condition is present, VC++2013 will show 
            // approx. the same runtime for both cases. However,
            // if the only line in this loop is assigning the element
            // to the pGlobalDummy, *then* ptr_vector will run approx. 50%
            // faster than the unique_vector version!
            //
            // g++-4.8 does not show this behaviour
            //
            // Note: VS2013 commmand line: (release; /O2; no whole prg opt)
            //   /GS /analyze- /W3 /Gy /Zc:wchar_t /Zi /Gm- /O2 /sdl /Fd"Release\vc120.pdb" /fp:precise /D "WIN32" /D "NDEBUG" /D "_CONSOLE" /D "_LIB" /D "_UNICODE" /D "UNICODE" /errorReport:prompt /WX- /Zc:forScope /Gd /Oy- /Oi /MD /Fa"Release\" /EHsc /nologo /Fo"Release\" /Fp"Release\simple.pch" 
            //
            // Note: http://coliru.stacked-crooked.com/ command line:
            //   g++-4.8 -std=c++11 -O2 -Wall -pedantic -pthread main.cpp && ./a.out

            // if (pGlobalDummy)
                pGlobalDummy = PtrShim(e);
        }
    }
}

如果循环中唯一的一行是访问元素（将 ptr 放入全局虚拟对象中），那么 VS2013 优化器似乎做了一些奇怪的事情。当if (pGlobalDummy)存在时，两种情况都是相同的。

任何人都可以分享一些关于这一点的信息吗？

感谢霍华德的回答，我确实发现添加volatile到全局虚拟会有所不同，即当全局虚拟像这样不稳定时：

extern MyType* volatile pGlobalDummy;
MyType* volatile pGlobalDummy = nullptr;

循环运行速度稍慢，但运行完全相同。volatile 应该在这里有所作为吗？也就是说，如果没有 volatile，测试是否有效？

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我在您的测试中发现了一个错误，它允许优化器以不同且不可预测的方式进行优化。我不确定这是否会影响您的结果。但它确实影响了我的。

我正在使用树干尖铿锵 + libc++ -O3。

当我运行未修改的代码时，我得到：

Start...
The timings are as follows for accessing all (1,000,000) elements 200 times:
* NSt3__16vectorINS_10unique_ptrIjNS_14default_deleteIjEEEENS_9allocatorIS4_EEEE: 0 ms
* N5boost10ptr_vectorIjNS_20heap_clone_allocatorENSt3__19allocatorIPvEEEE: 0 ms
Dummy output: 500,000

我将输出单位更改为纳秒并得到：

Start...
The timings are as follows for accessing all (1,000,000) elements 200 times:
* NSt3__16vectorINS_10unique_ptrIjNS_14default_deleteIjEEEENS_9allocatorIS4_EEEE: 32 ns
* N5boost10ptr_vectorIjNS_20heap_clone_allocatorENSt3__19allocatorIPvEEEE: 32 ns
Dummy output: 500,000

可疑，我在这里插入了 volatile：

extern MyType* <ins>volatile</ins> pGlobalDummy;
MyType* <ins>volatile</ins> pGlobalDummy = nullptr;

但没有变化。

然后我注意到它time[2]没有被初始化，所以我：

chron::nanoseconds time[2]<ins> = {}</ins>;

做到了。现在将单位设置回毫秒，我得到：

Start...
The timings are as follows for accessing all (1,000,000) elements 200 times:
* NSt3__16vectorINS_10unique_ptrIjNS_14default_deleteIjEEEENS_9allocatorIS4_EEEE: 394 ms
* N5boost10ptr_vectorIjNS_20heap_clone_allocatorENSt3__19allocatorIPvEEEE: 406 ms
Dummy output: 500,000

所以我很好奇，如果你明确地将你的 归零time[2]，你可能需要：

chron::nanoseconds time[2] = {chron::nanoseconds(0), chron::nanoseconds(0)};

这会影响您看到的结果吗？

澄清

默认构造std::chrono::duration函数指定为：

constexpr duration() = default;

如果客户端未指定list-initialization，这将默认初始化duration's ，例如：rep

chrono::nanoseconds ns;  // default-initialized

当rep是算术类型时，不执行初始化（[dcl.init]/p7/b3）。

如果客户端列表初始化，例如：

chrono::nanoseconds ns{};  // list-initialized

然后rep是值初始化（[dcl.init.list]/p3/b7），对于算术类型，值初始化与零初始化（[dcl.init]/p8/b4）是一样的。

完整的工作示例：

#include <iostream>
#include <chrono>

int
main()
{
    std::chrono::nanoseconds n1;
    std::chrono::nanoseconds n2{};
    std::chrono::nanoseconds n3 = {};
    std::cout << "n1 = " << n1.count() << "ns\n";
    std::cout << "n2 = " << n2.count() << "ns\n";
    std::cout << "n3 = " << n3.count() << "ns\n";
}

对我来说，当使用 -O0 编译时，我得到：

n1 = 0ns
n2 = 0ns
n3 = 0ns

但是用 -O3 编译同样的东西，这会变成：

n1 = 32ns
n2 = 0ns
n3 = 0ns
于 2014-01-17T00:42:58.993 回答