关于“获取”结构数据的性能答案

【问题标题】：Performance regarding the 'getting' of struct data关于“获取”结构数据的性能
【发布时间】：2014-01-29 05:42:49
【问题描述】：

考虑到从给定结构中“获取”数据的两种可能方法时，我有一个关于性能影响的问题。假设 'name' 变量是相对于 'id' 的值而言的。

假设我有一个结构和枚举如下，

enum GenericId { NONE, ONE, TWO };

struct GenericTypeDefinition {
    GenericId id;
    const char name[8];
    ...
};

假设我想获得这个结构的名称。很简单，我可以只引用 GenericTypeDefinition 结构的实例并引用（或指向）名称成员。很简单。

现在这就是我的性能问题变得相关的地方。假设我需要创建数百个这样的实例，所有这些实例都将被锁定为一定数量的名称和一个唯一的 ID。这些实例将被称为整个程序中可能的“GenericTypeDefinition”的集合。请记住，“name”的值是相对于“id”的值的。我的问题是，如果我实现如下函数（并从结构中删除 name 变量），我是否能够节省一些内存，

struct GenericTypeDefinition { // 'name' is now removed.
    GenericId id;
    ...
};

const char* Definition_ToString(GenericEnum e) {
    switch (e) {
        case NONE: return "Nothing";
        case ZERO: return "Zero is not nothing.";
    ...
}

我认为它会是因为我无需在我创建的每个结构中存储字符串（长度为 8 个字节）。

如果您需要任何澄清，请询问，因为我无法找到更多相关信息。

【问题讨论】：

标签： c++ c performance

【解决方案1】：

如果我理解您的要求，您就是将冗余数据放入您的结构中。本质上，您可以从结构中的 id 获取结构的名称。但是，您也可以将名称直接存储在结构中。

所以，您是对的 - 不存储名称会节省内存，因为您不会将名称与每个项目一起存储。代价是一点时间。每次需要时，您都需要调用一个函数来为您提供 id 中的名称。您必须权衡这些权衡以确定哪个更重要。

【讨论】：

感谢您的回复，非常感谢。

【解决方案2】：

魔鬼在细节中。答案取决于很多事情。例如，分配这种结构的频率、使用频率以及使用char name[8]; 的频率。

如果您从结构中删除name，可能会发生以下几种情况：

如果您有很多这种类型的对象和一个好的分配器，您将节省空间。
如果您在某些演算过程中大量使用这些对象，并且只是不时使用name，那么由于缓存性能更好，您将节省时间。
如果您将 name 广泛用于某些计算，并且您的函数 Definition_ToString 只是比您示例中的函数稍微复杂一点，那么您的性能将会下降。

但是，据我估计，这样的优化只能使程序加速一些小因素。在以微秒为单位计算的情况下，它可能会有所帮助。如果您的程序非常缓慢，请寻找渐近更好的算法。

【讨论】：

【解决方案3】：

在大多数情况下，编译器会为您完成这项工作。它通常将所有 const 字符串文字存储在可执行文件的 RO 部分中。根据优化级别，它甚至可以消除结构中 char 数组占用的内存。所以你的可执行文件大小会增加，但不会影响运行时内存。但是，由于名称与 ID 相关联，从逻辑上讲，实现第二个版本是有意义的，因此将来如果要添加新 id，则不需要做任何多余的工作。

【讨论】：

【解决方案4】：

在您的第一种情况下，使用正确的 ID 和 NAME 初始化结构的任务意味着程序将在开始时复制文字，即字符串（因为我假设您使用代码中的字符串初始化结构）到 RAM 内存中的另一个空间，char[] 将指向该空间。

相反，第二种情况意味着该值是从程序本身读取的（文字被硬编码在深度汇编代码中某处的表中），并将返回一个指向它的指针（如果指针不是，请纠正我到程序中的某个位置，但返回的 const char* 存储为变量），因此您确实节省了一些内存。

我的个人评论是（您可能会看到它超出了问题的范围），即使第二种选择可能会为您节省一些记忆，也意味着 ID 和 NAME 是硬编码，因此离开在运行时排除任何扩展的可能性（即，您想添加更多通过控制台接收的 ID...）。

【讨论】：