一個程序的執(zhí)行效率是取決于改程序翻譯成匯編語言之后的執(zhí)行的機器指令的條數(shù)。而每一個機器指令的執(zhí)行的周期是一定的。C語言和C++都是高于匯編語言的高級語言，其中，C語言源代碼與其相應(yīng)的機器指不是完全同一的，但是大致是線性的，但是C++語言的源代碼與編譯代碼的開銷變化很大的。一條C++指令可能對應(yīng)于3條匯編指令，而另外的一條可能對應(yīng)300條。正因為這樣，很多時候我們寫出來的代碼本身就是低效的，這不能全然怪罪于C++語言本身，那么真正的軟件的低效又體現(xiàn)在什么地方呢?這本書給了我們答案：軟件的效率是由設(shè)計的效率以及編碼的效率來決定的，其中，設(shè)計的效率關(guān)乎程序的高層設(shè)計，也就是說你要有把握全局的能力，在很大的程度上，這與語言本身并沒有關(guān)系，無論再怎么高效的語言都彌補不了糟糕的全局設(shè)計。同時，書中也在每一點上給了我們實際的建議：

1、c++臨時對象

創(chuàng)建對象是一個費時，費空間的操作，會產(chǎn)生臨時對象的幾種情況：

1）以值的方式給函數(shù)傳參 
按值傳遞時，首先將需要傳給函數(shù)的參數(shù)，調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個副本，所有在函數(shù)里的操作都是針對這個副本的，也正是因為這個原因，在函數(shù)體里對該副本進行任何操作，都不會影響原參數(shù)。

指導(dǎo)原則：在傳遞函數(shù)參數(shù)時，選擇以常量引用的方式，而不是傳值方式。

2）類型轉(zhuǎn)換 
我們在做類型轉(zhuǎn)換時，轉(zhuǎn)換后的對象通常是一個臨時對象。

構(gòu)造函數(shù)應(yīng)該避免隱式類型轉(zhuǎn)換，會隱含產(chǎn)生臨時變量。用explicit constructor代替隱式轉(zhuǎn)換。

3）函數(shù)需要返回一個對象時 
當(dāng)函數(shù)需要返回一個對象，他會在棧中創(chuàng)建一個臨時對象，存儲函數(shù)的返回值。

4）對于大部分容器（包括鏈表）而言，調(diào)用容器的end()函數(shù)將返回一個臨時對象，并且這個對象需要被構(gòu)造和析構(gòu)。由于這個臨時對象的值在循環(huán)中是不會改變的，因此如果在每次循環(huán)迭代中都重新計算，將會導(dǎo)致不必要的開銷，實際上這個臨時對象只需計算一次，將其保存到局部對象當(dāng)中即可。

5）使用后置++時會產(chǎn)生臨時對象，應(yīng)多使用前置++。

2、重載、覆蓋和隱藏

1）對函數(shù)f()進行重載（overload）是指，在相同作用域中定義另一個相同名字的函數(shù)，并且與f()有著不同的參數(shù)類型、順序或數(shù)目。 
2）對虛函數(shù)f()進行覆蓋（override）是指，在派生類中定義一個相同名字的函數(shù)，并且這個函數(shù)的參數(shù)列表與f()相同。 
3）對外層作用域（基類、外部類或名字空間）中的函數(shù)f()進行隱藏（hide）是指，在內(nèi)層作用域中（派生類、嵌套類或嵌套名字空間）定義另一個相同名字的函數(shù)，這將隱藏定義在外層作用域中的同名函數(shù)。

3、虛函數(shù)（模板對繼承的優(yōu)勢）

利用好虛函數(shù)的優(yōu)點：動態(tài)綁定，以及節(jié)省代碼。盡量避免虛函數(shù)帶來的開銷。

1）虛函數(shù)的開銷可分為三種：

1. 必須在構(gòu)造函數(shù)內(nèi)初始化vptr：這個相當(dāng)于是在不使用虛函數(shù)的類中內(nèi)置一個type變量的開銷，是值得的，不討論。
2. 需要使用指針間接跳轉(zhuǎn)：相當(dāng)于在switch中通過type來調(diào)用相應(yīng)版本函數(shù)的開銷，不討論。
3. 虛函數(shù)不能內(nèi)聯(lián)：這個是關(guān)注點。

2）方案1：不繼承

不繼承的話就是將各子類獨立出來，缺點是在代碼中會充斥大量的switch，非常沒有靈活性，排除。

3） 方案2：繼承

繼承的缺點如3.2.1所述，成員函數(shù)無法內(nèi)聯(lián)，尤其是非常短小使用頻繁的函數(shù)，會增加大量開銷。

4） 方案3：模板

使用模板來實現(xiàn)隱式接口：

4、內(nèi)存池

內(nèi)存池(Memory Pool)是一種內(nèi)存分配方式。 通常我們習(xí)慣直接使用new、malloc等API申請分配內(nèi)存，這樣做的缺點在于：由于所申請內(nèi)存塊的大小不定，當(dāng)頻繁使用時會造成大量的內(nèi)存碎片并進而降低性能。

內(nèi)存池則是在真正使用內(nèi)存之前，先申請分配一定數(shù)量的、大小相等(一般情況下)的內(nèi)存塊留作備用。當(dāng)有新的內(nèi)存需求時，就從內(nèi)存池中分出一部分內(nèi)存塊，若內(nèi)存塊不夠再繼續(xù)申請新的內(nèi)存。這樣做的一個顯著優(yōu)點是盡量避免了內(nèi)存碎片，使得內(nèi)存分配效率得到提升。

5、內(nèi)聯(lián)

內(nèi)聯(lián)是用方法的代碼來替換對方法的調(diào)用。內(nèi)聯(lián)通過消除調(diào)用開銷來提升性能，并且允許進行調(diào)用間優(yōu)化。內(nèi)聯(lián)的主要作用是對運行時間進行優(yōu)化，當(dāng)然他也可以使可執(zhí)行映像變得更小。總結(jié)如下：

內(nèi)聯(lián)提升性能的兩個方面： 
1）調(diào)用間優(yōu)化 
調(diào)用間優(yōu)化是面向某一方法的調(diào)用過程，基于對上下文場景更加全面的理解，使得編譯器在源代碼層面及機器代碼層面對方法進行優(yōu)化。這種優(yōu)化的一般形式為：在編譯期間進行一部分預(yù)處理，避免在運行時重復(fù)類似過程。 
2）避免開銷大的方法調(diào)用

內(nèi)聯(lián)缺點：1）代碼膨脹。2）有些方法本身應(yīng)避免內(nèi)聯(lián)，如遞歸。如果將遞歸函數(shù)A內(nèi)聯(lián)，編譯器將不斷循環(huán)嘗試將A方法插入到A方法中，形成死循環(huán)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《提高c++性能的编程技术》读书笔记的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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