经过一些性能实验后,似乎使用char16_t数组有时可以将性能提高40-50%,但似乎使用没有任何复制和分配的std::u16string应该与C数组一样快。但是,基准显示了相反的情况。
这是我为基准编写的代码(它使用Google Benchmark库):
#include "benchmark/benchmark.h"
#include <string>
static std::u16string str;
static char16_t *str2;
static void BM_Strings(benchmark::State &state) {
while (state.KeepRunning()) {
for (size_t i = 0; i < str.size(); i++){
benchmark::DoNotOptimize(str[i]);
}
}
}
static void BM_CharArray(benchmark::State &state) {
while (state.KeepRunning()) {
for (size_t i = 0; i < str.size(); i++){
benchmark::DoNotOptimize(str2[i]);
}
}
}
BENCHMARK(BM_Strings);
BENCHMARK(BM_CharArray);
static void init(){
str = u"Various applications of randomness have led to the development of several different methods ";
str2 = (char16_t *) str.c_str();
}
int main(int argc, char** argv) {
init();
::benchmark::Initialize(&argc, argv);
::benchmark::RunSpecifiedBenchmarks();
}
它显示以下结果:
Run on (8 X 2200 MHz CPU s)
2017-07-11 23:05:57
Benchmark Time CPU Iterations
---------------------------------------------------
BM_Strings 1832 ns 1830 ns 365938
BM_CharArray 928 ns 926 ns 712577
我在Mac上使用clang(Apple LLVM版本8.1.0(clang-802.0.42))。启用优化后,差距变小了,但仍然很明显:
Benchmark Time CPU Iterations
---------------------------------------------------
BM_Strings 242 ns 241 ns 2906615
BM_CharArray 161 ns 161 ns 4552165
有人可以解释这里发生了什么以及为什么会有区别吗?
更新(混合顺序并添加了一些预热步骤):
Benchmark Time CPU Iterations
---------------------------------------------------
BM_CharArray 670 ns 665 ns 903168
BM_Strings 856 ns 854 ns 817776
BM_CharArray 166 ns 166 ns 4369997
BM_Strings 225 ns 225 ns 3149521
还包括我正在使用的编译标志:
/usr/bin/clang++ -I{some includes here} -O3 -std=c++14 -stdlib=libc++ -Wall -Wextra -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.12.sdk -O3 -fsanitize=address -Werror -o CMakeFiles/BenchmarkString.dir/BenchmarkString.cpp.o -c test/benchmarks/BenchmarkString.cpp
最佳答案
由于libc++实现了小型字符串优化的方式,因此在每次取消引用时,都需要检查字符串内容是存储在字符串对象本身中还是存储在堆中。因为索引是用benchmark::DoNotOptimize
包装的,所以每次访问字符时都需要执行此检查。通过指针访问字符串数据时,数据始终在外部,因此无需检查。
关于c++ - 为什么std::u16string比char16_t数组慢?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题:https://stackoverflow.com/questions/45043742/