读了两本关于C++程序性能优化的书

最近在耐着性子，看了大半的《C++应用程序性能优化》和《Efficient C++ Performance Programming Techniques》。总体感觉，虽然内容不一样，但前者就像是后者的中文化版及针对VC2003的版本。想来汉语本应言简意赅，但前者写得似乎有些啰嗦，看着反不如后者顺畅。

一直用C++，大部分时间写数值计算的程序，所以C++的性能常常挂在心中。各种语言的性能比较，各种编译器的比较，看了研究了比较了，最后的结论无非就是那几条看似没有深刻原理的经验性质的说明。当逃离BBS上的是非之地，静下心来关注一具体细节时，才发现自己的认识是多少肤浅，道听途说的东西，不可尽信。

曾以为，虚函数是OO中性能降低的原由，模板及范型编程是实现高效的唯一曙光。但真实的情况却告诉我，虚表与虚方法的查找，并未让程序降低太多性能，而这恰是保持编程通用性，可扩展性，重用性及性能的一种语言上的优良特性；“降低性能的地方”，确切地说，“没能让程序进一步提高性能的地方”是动态绑定让编译器不能内联方法，从而失去了内联带来的性能提高。

也曾以为，内联就是把方法里的代码移过来，没有了寄存器保存，没有了call，于是就没有了这些调用的开销。但事实又告诉我，这仅仅是内联最基本的好处，更多的好处在于，代码移动到调用的地方，使编译器能进行根据“上下文”进行全面的优化。

例如这样的代码：




Class GatedInt ...{


int x;


public:




int get () ...{


return x;


}




void set (int arg) ...{


x = arg;


}


}




int main ()




...{


GatedInt gi;


gi.set(12);


cout << gi.get();


}

内联后，会优化为：


int main ()




...{


cout << 12;


}

内联被称为C++程序获得性能提高的最简单途径。但实际上，是否内联的标准是比较复杂的。更有趋势说，内联与否是应由编译器自己确立的事情，终有一天我们会忽略inline。

现在终于明白，如果能真正看清C++代码的每一句，对应会产生多少行指命，优化性能也不是问题。事实是除了编译器，人是很难做到这一点的。于是只有总结各点，以不断提醒自己，注意自己写的每一行代码，究竟做了什么事情：

构造函数与析构函数。建立对象，只是简单的一句。Object obj或Object *pObj = new Object。但构造与析构里，做了多少耗时的操作，这是一个问题。另外，构造函数里，初使化对象的顺序，是由成员的声明的顺序唯一决定的，与初使化列表无关。但使用初使化列表，是非常好的习惯。

临时变量。临时变量的产生很难发现，最典型的便是矩阵加法的代码：Matrix A,B,C; C=A+B;这里不知道有多少人能清楚地指出操作中产生临时变量的个数。返回对象是产生临时变量的常见情况，还好有一“返回值优化”的方法，可以在一定程度上减少临时变量的产生。

new/delete，默认的库除非你真正地了解它，否则为了性能，它也是不可考虑的，即便它是默认的！new/delete是线程安全的。但这在有些情况下，并不需要。除去lock之后，很容易发现，程序性能会有很大提高。

堆和栈。栈有cpu级的操作指令支持，因此速度很快；而堆需要一向的算法来维护，与new/delete的实现有关。因此较慢。

不要完全相信STL。不过，多研究一下Effective STL是有益的。

总地说来，优化程序的性能的方法并不多。但写出一个高效的程序，仍不是一件容易掌握的事情。曾经见过一网友通过自己的实验验证了i++与++i在性能上并无大异，大胆地怀疑“++i”这一经验之谈。现在看来真是好笑。每次看完书，都会发觉其实只要浏览每章最后的小节，大致的内容便能了然于心。但如果只是浏览这些关键点，就如同在BBS中看别的人经验贴一样，只会产生不成熟的怀疑或认识，稍作深入，便会发现自己的肤浅与浮躁。