更多级别的间接是否会对 C 中的性能产生影响答案

【问题标题】：Do more levels of indirection have a performance impact in C更多级别的间接是否会对 C 中的性能产生影响
【发布时间】：2014-10-16 16:29:53
【问题描述】：

如果我有一个包含结构数组的结构......然后

config.data.item[3].userFunction();

用

访问更好吗

itemType * item = &config.data.item;

item[3].userFunction();
item[4].userFunction();

还是和

一样

config.data.item[3].userFunction();
config.data.item[4].userFunction();

或者效率损失的级别数量是否有限制，编译器优化是否有任何影响？

非常感谢您提供的任何见解。

【问题讨论】：

就个人而言，我认为第二种方式更好。这取决于编译器，但如果您关心效率，则不应在编译器的假设下编写代码。
为了我的理智，我几乎总是在适用时使用一个命名良好的中间变量。由编译器来担心它选择执行的任何这样的小优化。（即使它没有执行任何此类优化，并且程序运行得足够快 - 谁在乎？不是我。）
与任何这些类型的问题一样，最好的方法是计时。我怀疑编译器（和优化设置）之间可能会有所不同，而且我还怀疑任何差异都会非常非常小。代码的可读性可能胜过任何差异。
唯一确定的方法是写下两者并比较它们的性能。我的直觉告诉我，任何差异都是微不足道的，但你永远不会知道。话虽如此，首先是正确性的代码，然后是可读性/可维护性。不要在几个周期内牺牲意图的清晰性除非您未能满足硬性能要求。
@JohnBode 一般来说，你是对的。但在这种情况下，一些底层知识就足以知道两个变体应该表现出完全相同的性能。 “应该”，因为编译器有时做非常疯狂的事情。

【解决方案1】：

间接级别确实会在 CPU 周期和可读性方面产生影响。但是，在您的情况下，只有一级间接（函数指针）。点运算符在编译时产生到config 位置的偏移量。

不管怎样，创建一个变量来保存公共子表达式的结果是一个好主意，尤其是当你给这个变量一个有意义的名字时。然而，就 CPU 而言，您应该不会看到任何影响：如今，优化编译器在检测和优化常见子表达式方面非常出色，因此无论您使用哪种方式编写此特定代码片段，您都应该看到相同的性能。

【讨论】：

【解决方案2】：

即使你做了像 a->b 这样的直接间接级别，这可能会导致缓存和性能下降，即使是看起来很无辜的 abc[x].d 也需要仔细检查，因为 [x] 很可能将你推出缓存。

所以答案实际上是取决于缓存中的内容、缓存的大小以及结构的大小。

唯一真实的方法是在将要使用的情况下测试代码。你甚至不能单独测试它，因为这会给你缓存利用率的错误结果。

我想简而言之，在您测试并证明存在问题之前，甚至不要担心优化，然后看看重组结构字段或避免 derefs 是否有帮助...

【讨论】：