c++ - 当参数作为右值传递时，完美的转发避免复制？

我正在读斯科特的书《有效的现代c++》。在第26项中，有一个我在Wandbox上编写的示例:https://wandbox.org/permlink/6DKoDqg4jAjA9ZTB

我想验证好的代码比坏的代码要好多少。但是，性能比较不是我期望的，即使是好的也比坏的要慢。我不知道出什么事了。

为了防止wandbox的代码消失，下面是代码:

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <set>
#include <string>

using namespace std;

std::multiset<std::string> names;

void bad_logAndAdd(const std::string& name) {
    auto now = std::chrono::system_clock::now();
    names.emplace(name);
}
template <typename T>
void good_logAndAdd(T&& name) {
    auto now = std::chrono::system_clock::now();
    names.emplace(std::forward<T>(name));
}

void bad() {
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        string petname("cs");
        bad_logAndAdd(petname);
        bad_logAndAdd(std::string("abc"));
        bad_logAndAdd("dog");
    }

}

void good() {
    for (int i=0; i<1000000; i++) {
        string petname("cs");
        good_logAndAdd(petname);
        good_logAndAdd(std::string("abc"));
        good_logAndAdd("dog");
    }

}

int main()
{
    auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    bad();
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end-begin).count() << std::endl;

    auto begin2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    good();
    auto end2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end2-begin2).count() << std::endl;
}

最佳答案

有几件事使行为的差异难以察觉。

很多时间都花在auto now = std::chrono::system_clock::now();和

中

在内存分配上花费了大量时间(名称全部存储)，

在对logAndAdd()的三个调用中，

，其中只有两个可以从移动中受益(petname不能隐式移动)，

小字符串不会从移动中受益。

我试图重写(在下面)OP的代码，以最大程度地减少这些因素的影响。

在每次插入

时删除对now()的调用

偏爱许多中等大小的分配，而不是庞大的分配，并考虑进行热身，以避免第一次分配的损失

仅使用可能受益于复制/移动差异的调用

使字符串更长，以使其拷贝昂贵。

在这些情况下，我得到了两种解决方案(gcc 9.1，linux)之间的明显区别。

bad: 1.23
good: 1.01

我希望所得到的代码与问题中所要使用的代码相距不远。

#include <iostream>
#include <chrono>
#include <cstdlib>
#include <set>
#include <string>

std::multiset<std::string> bad_names;
std::multiset<std::string> good_names;

void bad_logAndAdd(const std::string& name) {
    // auto now = std::chrono::system_clock::now();
    bad_names.emplace(name);
}
template <typename T>
void good_logAndAdd(T&& name) {
    // auto now = std::chrono::system_clock::now();
    good_names.emplace(std::forward<T>(name));
}

void bad() {
    for (int i=0; i<2000; i++) {
        // std::string petname("cs_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar");
        // bad_logAndAdd(petname);
        bad_logAndAdd(std::string("abc_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar"));
        bad_logAndAdd("dog_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar");
    }

}

void good() {
    for (int i=0; i<2000; i++) {
        // std::string petname("cs_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar");
        // good_logAndAdd(petname);
        good_logAndAdd(std::string("abc_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar"));
        good_logAndAdd("dog_that_have_been_made_much_longer_in_order_to_prevent_small_string_optimisation_that_makes_copy_and_move_very_similar");
    }

}

int main()
{
    auto bad_time=std::chrono::high_resolution_clock::duration{};
    auto good_time=std::chrono::high_resolution_clock::duration{};
    for(auto iter=0; iter<1000; ++iter)
    {
      bad_names={};
      auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      bad();
      auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      good_names={};
      auto begin2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      good();
      auto end2 = std::chrono::high_resolution_clock::now();
      if(iter!=0) // ignore warmup
      {
        bad_time+=end-begin;
        good_time+=end2-begin2;
      }
    }
    std::cout << "bad: " << 1e-3*double(std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(bad_time).count()) << '\n';
    std::cout << "good: " << 1e-3*double(std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(good_time).count()) << '\n';
    return 0;
}