Создание объекта в цикле

Question

std::vector<double> C(4); 
for(int i = 0; i < 1000;++i) 
    for(int j = 0; j < 2000; ++j) 
    { 
    C[0] = 1.0; 
    C[1] = 1.0; 
    C[2] = 1.0; 
    C[3] = 1.0; 
    } 

является гораздо быстрее, чем

for(int i = 0; i < 1000;++i) 
    for(int j = 0; j < 2000; ++j) 
    { 
    std::vector<double> C(4); 
    C[0] = 1.0; 
    C[1] = 1.0; 
    C[2] = 1.0; 
    C[3] = 1.0; 
    } 

Я понимаю, что это происходит потому, что std::vector повторно создается и конкретизируется в цикле, но я был под впечатлением, что это будет оптимизирован.

Действительно ли полностью неправильно хранить переменные локально в цикле, когда это возможно? Я был под (возможно ложным) впечатлением, что это обеспечит возможности оптимизации для компилятора.

Возможно, это относится только к типам POD, а не к std::vector.

EDIT: я использовал VC++ 2005 (режим выпуска) с полной оптимизацией (/Ox) на Windows XP

Answer 1

Неправильно ли поддерживать переменные локально в цикле, когда это возможно? Я был под (возможно ложным) впечатлением, что это обеспечит возможности оптимизации для компилятора.

Нет, это хорошее эмпирическое правило. Но это всего лишь эмпирическое правило. Сведение к минимуму объема переменной дает компилятору большую свободу для распределения регистров и других оптимизаций, и, по крайней мере, так же важно, как правило, дает более читаемый код. Но это также зависит от того, что повторное создание/разрушение дешево или полностью оптимизировано. Это часто бывает ... Но не всегда.

Так как вы обнаружили, иногда это плохая идея.

Answer 2

Объем OBJ будет внутри цикла, так что вы не сможете используйте его, как только цикл (ы) закончены. Это, кроме того, к объекту, который получает экземпляр, а затем уничтожается столько раз, сколько цикл (ы) идет (идет) через. В конце концов, ничего не происходит, за исключением того, что время тратится впустую, а затем уничтожает объект.

Answer 3

Второй способ - выделить новую память (в вашем случае 1000 * 2000 раз). Каждый из них является совершенно новой ячейкой памяти в куче (хотя и не всегда новой, может находиться в одном месте). Распределение памяти занимает больше времени, чем просто изменение значений, содержащихся в уже выделенной памяти.

Первый способ - выделить 1 массив памяти и просто изменить значения в нем. Если компиляторы оптимизируют для этого (что не всегда так), лучше не оставлять его в компиляторе, если вы можете выбрать меньше памяти (или реже) самостоятельно в качестве программиста.

Answer 4

Создание vector дорого, в этом случае, поскольку оно может выделять массив размером 4 в куче.

Если вы знаете размер «местного» вектор авансом, вы можете также использовать автоматический массив:

for(int i = 0; i != 2000; ++i) { 
    int C[4]; // no initialization 
    C[0] = 1; 
    // ... 
} 

Таким образом, вы потеряете стоимость выделения свободной памяти.

Answer 5

Первое, что вы должны сделать, это убедиться, что дизайн в порядке, это означает:

• ли код легко понять
• Препятствует ли код себя от ошибок
• ли код легко extensible

Я думаю, что в этом случае это действительно означало бы, что лучше определить переменную в цикле.

Только если у вас есть реальные проблемы с производительностью, вы можете оптимизировать свой код (если компилятор еще не сделал этого для вас), например. помещая объявление переменной вне цикла.

Answer 6

Проблема в работе с кучей. Замените std::vector<double> C(4); на std::array<double, 4> C;, и это не должно иметь никакого значения, когда вы поместите переменную больше.

Answer 7

Я был под (возможно ложным) впечатлением, что это обеспечило бы возможности оптимизации для компилятора.

Это, вероятно, верно для встроенных типов, таких как int или double.

Проблема заключается в том, что вы используете вектор, который должен запускать конструктор при вводе тела цикла, а деструктор при выходе. Поскольку оба эти метода нетривиальны, компилятор не может их оптимизировать, так как ваша программа больше не будет правильной.

В качестве примера для примера представьте, что бы сделала такая оптимизация, если вы использовали объект файла вместо вектора.