C++ 性能/内存优化指南

Question

有人有 C++ 内存优化指南的资源吗？最佳实践、调优等？

举个例子：

Class xxx {

    public: 
        xxx();
        virtual ~xxx();

    protected:

    private:

};

由于在这个类中没有受保护和私有的项目，编译器或内存分配是否有任何好处来摆脱受保护和私有？

更新：什么是程序员这样做：

Class xxx {

    public: 
        xxx();
        virtual ~xxx();

    public:
        more stuff();
        more();

   ifndef __BUILD_WIN__
      public:
        even more();
        envenmore2();
   endif
    protected:

    private:

};

Answer 1

有人有 C++ 内存优化指南的资源吗？最佳实践、调优等？

这在很大程度上取决于您的编译器和目标环境（RISC、Unix/Linux、Windows）。大多数编译器都会有这样的信息。

有一些实用程序可以让您跟踪内存泄漏，以便您可以在测试期间修复它们。如果您要动态分配很多东西（通常是 C/C++ 的情况），请尝试确保在销毁对象之前释放所有内容。为此：

• 如果您重视内存而不是处理器，请使用smart pointers。
• 如果您的类有任何成员变量是指针，请确保您的析构函数释放每个成员变量。在源代码中将成员变量组合在一起，以便将这些变量与析构函数进行比较。
• 尽可能避免动态内存分配以避免泄漏。优先使用std::string 而不是动态分配的char* 等。

是否有任何好处 编译器或内存分配来获取 摆脱 protected 和 private 以来 没有项目是 在此类中受保护和私有？

不，如果我没记错的话，protected/private 仅在编译期间检查，因此即使关键字下有项目，它们也不会影响性能。

此外，重要的是要了解编译器非常智能（通常比程序员更聪明），因此它会优化任何可以优化的东西；例如，让我们在构造函数中声明一个变量int a。假设你根本不使用它，你只是把它忘在那里了。大多数编译器甚至不会为这些变量节省堆栈空间。其他人将需要用户激活优化才能发生这种情况，但根据经验，您的任何程序的生产版本都应该在启用优化的情况下编译，即使不是完整的。

关于更新，您看到的是预处理器指令，用于执行所谓的选择性编译。看看here。

Answer 2

编译器不必解析它们，所以编译器有这个好处。值得（不是很多）。

应该没有内存使用差异。

除此之外，我能想到的唯一好处是阅读代码的人必须处理的麻烦更少（并不是说在您的示例中它特别繁琐）。

Answer 3

有 Dov Bulka 和 David Mayhew 的“Efficient C++: Performance Programming Techniques”。我不认为它具有开创性，但它肯定是一本有趣的读物，它教授了一些基础知识。

Answer 4

public、protected 和 private 关键字，根本不要将其放入目标文件中，因此根本没有任何好处。

一般

• 尽量避免分配和释放内存，尽可能重复使用。遍历堆特别慢。
• 完成后释放内存。除非有强大的性能原因，否则不要闲逛。

事实上，与 Java 不同的是，在使用 C++ 编程时，您总是需要考虑内存管理以避免泄漏。因此，优化比 Java 更自然

Answer 5

就一般指南而言，有 What Every Programmer Should Know About Memory，但我不确定它是否是您要查找的内容。

在结构或类中优化内存的一般准则是将数据成员从最大到最小排序。这可以防止多余的填充浪费您的结构或类中的空间。

关于你的问题，我认为已经得到了适当的回答，但你可以使用 sizeof() 比较自己。

Answer 6

这真的取决于您的应用程序。如果您在进行模拟或任何类型的科学计算，在大型内存阵列上进行浮点计算，那么您可以做很多事情。

• 优化缓存重用（缓存阻塞、填充等）
• 优化以最大限度地减少 TLB 命中（页面错误）
• 将数据排列为数组结构，而不是结构数组
• 避免不必要的内存清除
• 避免重新分配内存，而是重用

如果您需要拥有许多小对象，请查看享元设计模式或对象池之类的东西。

至于担心private 和protected 声明，不用担心。它们仅与编译相关以强制封装和数据隐藏，不会影响生成的二进制文件。

Answer 7

由于在这个类中没有受保护和私有的项目，编译器或内存分配是否有任何好处来摆脱受保护和私有？

没有。 AFAIK，非虚拟方法不会增加类实例的大小。

有人有 C++ 内存优化指南的资源吗？

1) 如果您关心性能，请使用分析器（例如 AQtime）。不要猜测，使用工具。
2) 一般来说，频繁（每秒数_millions_次）分配和释放内存（使用new/delete）并不是一个好主意，尤其是大块。根据我的经验，这种使用会导致性能损失。如果您经常需要使用相同的例程分配大块内存（使用 new 或 std::vector），请考虑在下一次调用中重用相同的块（这在多线程应用程序中会很棘手）。 IE。而不是

void doStuff(int memSize){
    std::vector<char> buf(memSize);
    //..some code here
}

使用这样的东西：

void doStuff(int memSize){
    static std::vector<char> buf;
    if (buf.size() < memSize)
        buf.resize(memSize);
    //..some code here
}

但仅在必要时，并且仅当您绝对确定不能从多个单独的线程同时调用此例程时。 （要使其与多线程兼容，您需要一些技巧 - 互斥锁或多个缓冲区的“池”）
3) 在堆栈上分配超过 1 兆字节（对于 windows）或 8 兆字节（对于 linux）将导致您的程序崩溃（win 堆栈溢出，linux 上的段错误），除非您在编译时指定堆栈大小。示例：

void doStuff(){
    char buf[1024*1024*12];//use new[] or std::vector instead of this.
    //some code here
}

我能想到的就这些了。

Answer 8

优化技术 C语言优化代码的三种技术：

计算绑定技术 内存绑定技术 输入/输出绑定技术

计算绑定技术涉及计算执行运算符和函数所花费的时间。计算绑定技术包括：

分析 内联 循环展开 环路干扰 循环不变量计算 循环反转 尾递归消除 查表

在内存受限的计算中，您需要考虑程序使用的内存。使用来自内存层次结构较低部分的内存会增加执行时间。在运行程序时，您需要使用适当级别的内存。内存绑定技术包括：

参考地点 行主要寻址 填充减少 内存泄漏

在输入/输出 (I/O) 绑定优化中，使用顺序访问和随机访问方法来减少检索信息所需的时间。

缓冲 I/O 比无缓冲 I/O 快。您可以对大缓冲区使用 read() 和 write() 函数。您可以使用 mmap() 来减少检索信息所需的时间。 Mmap() 将进程的地址空间映射到共享内存或文件。

更多优化技术是：

尽量减少程序中全局变量的使用。

在文件中将除全局变量以外的所有函数声明为静态函数。

使用字长变量，例如 int 和 float，而不是 char、short 和 double。

避免使用递归。

避免使用 sqrt() 函数，因为它是 CPU 密集型的。

使用一维数组。

不要将密切相关的函数拆分成单独的文件。

使用 puts() 函数代替 printf 函数。

使用未格式化/二进制文件访问而不是格式化文件访问。

如果编译器支持这个函数来控制 malloc 函数，使用 mallopt()。

使用宏而不是小函数来节省 CPU 时间。