C++高级编程篇-如何编写高效的C++篇
为了编写高效的程序,需要在设计层次上做考虑,并在实现层次上考虑细节。(一定要在程序的生命周期已开始就考虑性能)。
“编写高效的C++程序”指要编写能高效运行的程序,而不是高效地编写程序,要学会如何节省用户的时间,而不是节省你自己的时间。
1、实现高效的两种方法
如果想编写真正高性能的应用,就必须从设计一开始就考虑效率问题。设计级效率包括:选择高效算法,避免不必要的步骤和计算,而且要选择适当的设计优化。
2、C++是一种低效语言吗
C++包括一些高级构造,如异常和虚方法,这些构造都相当的慢。
C++语言有一个一般性的设计原则:如果不用它,就不必为之付出。(如果不使用虚方法,就不用付出使用虚方法的性能代价。)
好的优化编译器可以自动完成某些语言级优化,请检查编译器文档,了解有关细节。
1、高效的处理对象
①、传引用
对象应该很少按值传递给函数或方法。
总体来说,如果一个函数要修改一个对象,可以简单的按引用传递对象;如果函数不会修改对象,则应按const引用来传递。
②、按引用返回
应当按引用从函数返回对象,以避免不必要的复制。(不能返回一个局部对象的引用和指针)。
③、按引用捕获异常
应当按引用捕获异常,避免额外的复制。[异常在性能方面是重量级的,因此在异常方面做小幅改进也会大大改善效率。]
④、避免创建临时对象
很多情况下,编译器会创建临时的匿名对象。
⑤、返回值优化
按值返回对象的函数可能导致创建一个临时对象。[一般编译器会把大多数情况下的临时变量予以优化,这种优化称为返回值优化]
2、不要过度使用高开销的语言特性
从执行速度方面看,许多C++特性的开销都很大,异常、虚函数、RTTI(运行时类型识别)更是首当其冲。即使在程序中没有显式地使用异常和RTTI特性,这个特性也会带来性能开销,仅仅是因为可能会用到这些特性,为了对此提供支持,都会在执行中增加额外的步骤。
[编译器可以指定允许指定编译程序的方式,即:编译程序时根本不支持这些特性。]
如:Linux g++ 3.2.2
如果g++指定标志来禁用异常:g++ -fon-exceptions test.cpp
如果g++制定标志禁用RTTI:g++ -fon-rtti test.cpp [编译器会成功编译,但是无法运行]。
3、使用内联方法和函数
程序员的内联请求只是对编译器提出一个建议,即使你想内联某个函数,编译器也可以拒绝内联该函数。
另一方面,一些编译器会在完成优化的步骤中,对适当的函数和方法进行内联,即使这些函数没有标记inline关键字。[编译器文档查询]
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三,设计效率
程序中的设计选择对性能的影响远远超过了语言级选择的影响。[选择合适的算法]
优化程序的三个设计技术:缓存、对象池、线程池。
1、尽可能缓存
缓存(Caching)是指存储有关内容以便将来使用,从而避免获取或再次计算。
下面任务会很慢:
· 磁盘存取:如果会经常存取一个文件,应该把文件内容保存在RAM中。
· 网络通信
· 数学计算
· 对象分配[对象池]
· 线程创建[线程池]
2、使用对象池
对象池技术可以避免在程序的生命周期中创建和删除大量对象,如果知道程序需要同一类型的大量对象,而且对象的生命周期都很短,就可以为这些对象创建一个池(pool)进行缓存。只要代码中需要一个对象,就可以向对象池申请,用完此对象后,要把它放回池中。对象池只创建一次对象,因此他们的构造函数只调用一次,而不是每次使用时都调用。
3、线程池
线程支持是特定于平台的。
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