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Unity開發元老抨擊：C++ 20新功能造成編譯緩慢與偵錯建置效能低落

2019-01-03發表

新聞連結 https://www.ithome.com.tw/news/127973
(我對C++不熟悉，只是看到相關新聞轉貼)

C++ 20即將加入的新功能Ranges，不只造成編譯速度緩慢，偵錯建置的執行效能還是簡單
版C++的150倍。

負責Unity繪圖引擎架構與發展的元老工程師Aras Pranckevius，在個人部落格發表不
看好C++ 20新功能Ranges的文章，而其在推特上的貼文也引來許多遊戲開發工程師表達相
同的感受。他提到，C++的編譯時間與偵錯建置（Debug Build）效能非常重要，但是C++
20的新功能Ranges卻讓這兩者都大幅增加。


11月ISO C++委員會在聖地亞哥召開了有史以來最大規模的會議，就C++ 20的語言更新草
案進行討論，而決議之一便是決定加入Ranges概念。Ranges是即將在C++ 20加入的新語法
功能，Ranges用來幫助操作範圍概念，能夠讓開發者簡單的迭代具有開始和結束範圍，並
回傳行為類似迭代器的物件。Ranges能夠讓語法更為簡潔，使程式碼閱讀者不再需要自己
解析複雜的for迴圈邏輯。

而主推Ranges和Concepts進入標準函式庫的Eric Nieble，在自己的部落格發表標題為
Standard Ranges的文章，然而卻在Aras Pranckevius發表評論之後，引來了部分遊戲
開發者的討論，多數表達了反對意見。


Aras Pranckevius使用目前最佳近似實作，由Eric Nieble撰寫的range-v3，與簡單版
C++進行比較，他指出，C++ 20可能的問題至少有兩個，編譯時間與執行效能。他以Eric
Nieble在自己部落格解釋Ranges功能的畢氏三元數為例，以使用Ranges的C++編譯程式碼
，編譯時間長達2.92秒，比簡單版C++的0.064秒還要多2.85秒，他表示，現代的CPU可以
在3秒的時間，進行很大量的操作，像是以Clang在偵錯模式中編譯完整資料庫引擎SQLite
只要0.9秒，他質疑，編譯畢氏三元數的5行程式碼，卻需要編譯整個資料庫引擎的3倍時
間。

Aras Pranckevius指出，編譯時間是編譯大型C++程式碼庫痛苦的來源，他隨意列舉
Chromium、Clang/LLVM或UE4專案，都能讓開發者輕易的體驗這件事，他指出，編譯時間
就是一個C++待解決的大問題，而且應該在列表中排名之一，但是整個C++社群卻假裝這不
是個問題。


由於在每個C++版本都會有更多的內容被放進標頭檔中，而且不像是C只在標頭檔案放入結
構聲明或是函式原型，C++會把整個模板化的類別和函式都加入。range-v3是一個大小
1.8MB的程式標頭檔，而且即便預編譯標頭檔，也只省下了0.7秒，整個編譯時間仍然長達
2.24秒，比簡單版C++仍然長2.1秒。

另外，Aras Pranckevius也提到，非最佳化建置效能也是非常重要的，在畢氏三元數
的例子中，擁有Ranges的C++執行時間為300毫秒，而簡單版的C++卻只要2毫秒，也就是說
執行效能慢了150倍，他認為，執行時間多2到3倍可以接受，慢10倍以上可能代表無法使
用，而有Ranges的C++卻是百倍以上。


執行效能對於遊戲程式來說非常重要，Aras Pranckevius表示，或許在部分應用偵錯
模式中慢10或100倍的時間，只是比較擾人，但是在遊戲中，當每秒只有2個影格，則已經
不是感覺上的問題，而是從根本上無法達到玩遊戲的體驗。即便建置最佳化後的執行效能
與簡單版本相同，但Aras Pranckevius提到，要對最佳化的程式碼偵錯非常困難，這
增加了工作難度。

相較之下，以C#實作畢氏三元數，使用Mono編譯器編譯需要0.2秒，而簡單版的C#則是
0.17秒，兩者相去不遠。Aras Pranckevius認為，雖然C++ 20被稱為現代C++，但事實
上這些變化，並沒有因為是「現代」而變得更好，大多數遊戲開發人員都還停留在C++ 11
、14或是17的版本，無論C++ 20增加了什麼新功能，編譯時間與偵錯建置效能太差就毫無
用武之地。

儘管Aras Pranckevius的批評引起不少遊戲開發者的聲援贊同，但range設計目的是為
了簡化複雜的C++程式碼，超多行數的大型程式碼是否會如簡單幾行的畢氏三元數程式一
樣，遭遇到同樣嚴重的效能問題，Aras Pranckevius則沒有進一步舉例實測。

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※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/C_and_CPP/M.1546668804.A.5ED.html
推 eye5002003: 看來要學著在release模式下開發程式了
推 chuegou: 不太理解為什麼會影響到編譯結果的執行效率而且還是變慢
推 poyenc: 因為 cmcstl2 乃至 range-v3 裡的 view 都是靠一層層的
→ poyenc: wrapper 來達成目的, 所以如果編譯的時候沒有嘗試把這些間
→ poyenc: 接層拿掉 (debug build), 執行變慢是一定的
→ poyenc: 不過因為 Eric Nieble 和 Casey Carter 開發主要都專注在
→ poyenc: "給予編譯器更多的機會最佳化" 所以 debug build 是暫時無
→ poyenc: 解的
推 poyenc: 更正人名是 Eric Niebler
→ tinlans: 這東西要質疑的是做編譯器的廠商有沒有好好實作吧