std::is_same 对代码的性能有影响吗？答案

【问题标题】：does std::is_same has an impact on the performance of the code?std::is_same 对代码的性能有影响吗？
【发布时间】：2020-11-12 10:25:11
【问题描述】：

is_same 对代码性能有影响吗？我在我的代码中多次使用它来检查我是否必须使用std::less 或std::greater，并且根据它们我必须检索特定的值。我的测试是否足以证明 std::is_same 在我的案例中并没有真正影响代码的性能？

代码比这复杂得多，我必须使用模板。我尽可能多地模仿使用is_same 的地方。

我使用-O3 编译器选项编译并运行了代码。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <chrono> 

using namespace std::chrono; 
using namespace std;

template<typename T>
int returnVal(T compare) {
    std::vector<int> v = {1,2,3,4};
    if(std::is_same<T,std::greater<int>>::value) {
        return std::min(v[0], v[1], compare);
    } else {
        return std::min(v[2], v[3], compare);
    }
}

int returnValNoTemplate(bool b) {
    std::vector<int> v = {1,2,3,4};
    if(b == true) {
        return std::min(v[0], v[1]);
    } else {
        return std::min(v[2], v[3]);
    }
}


int main()
{   
    
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
      auto start = high_resolution_clock::now(); 
      for(int i  = 0; i < 100000;++i) {
        int x = returnVal(std::greater<int>());
      }
    
      auto stop = high_resolution_clock::now();
      auto duration = duration_cast<microseconds>(stop - start); 
      cout <<"is_same duration:" <<  duration.count() << "\n" << endl; 
    
      auto start1 = high_resolution_clock::now(); 
      for(int i  = 0; i < 100000;++i) {
       int y = returnValNoTemplate(true);
      }
      auto stop1 = high_resolution_clock::now();
      auto duration1 = duration_cast<microseconds>(stop1 - start1); 
      cout <<"No template duration:" <<  duration1.count() << "\n" << endl; 
    }

    return 0;
}

R1： is_same duration:4052 No template duration:4041

R2： is_same 持续时间：3954 无模板持续时间：3950

R3： is_same duration:3963 No template duration:3973

R4： is_same duration:4008 No template duration:4048

R5： is_same 持续时间：3948 无模板持续时间：3998

R6： is_same duration:4130 No template duration:4036

R7： is_same duration:3932 No template duration:3948

R8： is_same duration:4183 No template duration:4088

R9： is_same duration:4731 No template duration:5062

R10： is_same duration:4018 No template duration:4887

#交换测试#

R1：无模板持续时间：5729 is_same 持续时间：5474

R2：无模板持续时间：3988 is_same duration:4039

R3：无模板持续时间：3996 is_same duration:4114

R4：无模板持续时间：4063 is_same duration:4068

R5：无模板持续时间：3979 is_same 持续时间：4096

R6：无模板持续时间：4159 is_same duration:4020

R7：无模板持续时间：3990 is_same duration:4086

R8：无模板持续时间：4001 is_same duration:4055

R9：无模板持续时间：4048 is_same duration:4088

**R10:**无模板持续时间：4070 is_same duration:4017

【问题讨论】：

如果是这样，我会感到惊讶。我一直假设这些检查发生在编译时，并生成函数来处理每种类型
在测试性能时，在启用编译器优化的情况下测试代码构建是非常重要的。on（也称为“发布构建”）。大多数编译器的默认设置是进行未优化（也称为“调试”）的构建。众所周知，未优化的构建速度很慢，并且通常在优化构建完全消除的地方。不要对调试版本进行基准测试，这毫无意义，并且根本无法反映最终发布版本的真实性能。
理论上模板版本可以表现得更好，因为std::is_same在编译时被解析。由于您将常量值传递给另一个版本，我希望编译器在这种情况下为两者生成相同的程序集。不过，我怀疑这种差异几乎无法察觉。
std::is_same 是一个编译时间常数，就好像你用true 或false 代替它一样。因此，性能特征将与使用文字 true 或 false 值相同——编译器肯定会消除条件分支和错误分支（gcc 和 clang 都会这样做，即使使用 -O0）。跨度>
交换测试顺序也可能改变结果

标签： c++ templates performance-testing

【解决方案1】：

std:is_same 是一个编译时检查，它是用两个不同的模板足迹实现的。一个有 1 种类型，1 种有 2 种类型。

std::is_same<T, T> //If the compiler resolves to this it is the same type;
std::is_same<T, U> //If the compiler resolves to this it is 2 types;

实现返回一个类型，然后转换为 bool，该类型解析为 true 或 false，为代码生成一条路径。

【讨论】：

@SergeyA 我试图澄清更多。