讀《Efficient C++》疑惑 (轉)

讀《Efficient C++》疑惑 (轉)[@more@]

  當我們進行開發時，如果程式碼比較少，我們可以很容易的掌握、瞭解的情況，但是當程式碼超過數千行，特別是達到上萬行的時候，我們就很難準確掌握程式的流程，在這種情況下，進行程式碼跟蹤是很重要的一件事情。
  程式碼跟蹤技術，對於大多數程式設計師來講，就是定義一個比較簡單的Trace類，將程式的資訊進行輸出，一般是在程式的入口寫一條資訊，在程式的出口寫一條資訊，雖然這是以時間為代價，但是它有助於我們在不使用器的情況下找到問題所在。
  最極端的情況就是透過#ifdef開關，徹底消除效能開銷，但是要像開啟/關閉跟蹤，必須重新編譯，顯然程式的最終無法這麼做。所以只有透過動態的與程式通訊來進行跟蹤控制。
  首先，為了能夠獲得程式執行時間，我們先自己定義一個簡單的測試效能的類，名字就叫做Timer，實現如下：
  class Timer
  {
  public:
  Timer():start(clock()) {}
  ~Timer() { cout<  private:
  clock_t start;
  };
  接下來，我們就要定義一個簡單的跟蹤類Trace，初步實現如下：
  class Trace
  {
  public:
  Trace(const string& name);
  ~Trace();
  static bool trace_active;
  private:
  string theName;
  };

  bool Trace::trace_active=false;

  inline Trace::Trace(const string& name):theName(name)
  {
  if(trace_active)
  cout<  }

  inline Trace::Trace(const char* name):theName(name)
  {
  if(trace_active)
  cout<  }

  inline Trace::~Trace()
  {
  if(trace_active)
  cout<  }
  接下來我們進行測試，先定義一個簡單的：int f(int x) { return x+1; }
  先測試不跟蹤的時間開銷：
  int main()
  {
  Timer* time=new Timer;
  Trace::trace_active=false;
  for(int i=0; i<1000000; ++i)  f(i);
  delete time;
 
  return 0;
  }
  輸出時間是30ms。
  接下來，我們開啟跟蹤功能: int f(int x) { Trace trace("f"); return x+1; } Trace::trace_active=false;
  同時把I/O關閉，再次測試，結果如下：1892ms 
  這裡我們看到了時間提升了62倍，主要的效能來源就是（1）在建構函式中"f"要轉換成string型別，(2)theName的構造和析構。似乎各自影響了1/3的，是不是這樣呢？
  下面，我們取消"f"要轉換成string型別的開銷：增加一個建構函式：
  Trace(const char* name):theName(name)
  {
  if(trace_active)
  cout<  }
  再次進行測試，結果如下（關閉I/O):1690ms 
  效能的提高似乎並不像我們預期的那樣高，為什麼呢？難大是if(trace_active）影響了測試結果?我們再把這條判斷語句關閉，再次進行測試，結果如下：1646ms。
  還是差了一些，並不是1/3的資料，是不是引數傳遞的影響？這次我們把theName也拿掉，看看類本身到底佔用了多少時間，再次測試，結果如下：153ms。
  分析以上資料：類本身的引數傳遞等佔用了153ms，if判斷語句佔用了44ms，theName的構造和析構佔用了1493ms，"f"轉換成string佔用了202ms，所以我們的主要目標應該集中在theName上面，下面我們用組合取代聚合，看看效能的變化：
  class Trace
  {
  public:
  Trace(const string& name);
  ~Trace();
  static bool trace_active;
  private:
  string* theName;
  };

  bool Trace::trace_active=false;

  inline Trace::Trace(const string& name)
  {
  if(trace_active)
  {
  cout<  theName=new string(name);
  }
  }

  inline Trace::Trace(const char* name)
  {
  if(trace_active)
  {
  cout<  theName=new string(name);
  }
  }

  inline Trace::~Trace()
  {
  if(trace_active)
  {
  cout<  delete theName;
  }
  }
  測試結果是2682ms，和我們採用聚合相比，時間增加了58.70%，看來在堆上建立開銷的確很大。但是書上說，這時候，時間反而減低了一個數量級，這是我不能夠理解的，如果有誰看過這本書，煩請告知一下，謝謝了！

  結論：從上面的分析，我們可以看出對於一個很小的函式，更總的開銷相對來說很大，影響了程式的效能。所以適合內聯的，就不適合跟蹤，Trace物件不應該新增到頻繁使用的小函式中。

  注：以上資料是在dev-C++ 4.9.5.0，下，每組資料測試了10次，取平均值得到的。另外，在上面的資料測試過程中，我始終沒有開啟I/O，原因是I/O太消耗時間了，不信，你開啟看看。