推 renderer:推 太神了 61.222.148.171 08/24
※ 編輯: cppOrz 來自: 59.120.214.120 (08/24 10:36)
推 godfat:還有這種用法喔 @@ 61.216.0.106 08/26
（繼前篇）
為了觀察幾個主流 C++ 編譯器的性能，在前一篇的 operator+ 的
兩種版本 X1, X2 之外，提出另一種基於 Expression Templates
優化技術所實作出的版本 Y，與 X1, X2 版本相互參照。
首先，引入一個中間層的 class template: Addition，它內部只保
有兩個 reference to const T 物件：
template<typename T>
struct Addition
{
T const &lhs;
T const &rhs;
Addition(T const &lhs, T const &rhs) :
lhs(lhs),
rhs(rhs)
{}
};
接著，對任意型別 T，重載 operator+ 運算子，但注意它的回
傳值的型別並不是 T ，而是前述我們引入的 Addition<T> 中間層。
template<typename T>
Addition<T> operator+(T const &lhs, T const &rhs)
{
return Addition<T>(lhs, rhs);
}
最後，再利用 Addition<T> 和 operator+ 的重載功能，令
class Y 擁有和 class X 一致的操作介面。
struct Y
{
int val[1000];
Y &operator=(Addition<Y> const &add)
{
Y const &lhs = add.lhs;
Y const &rhs = add.rhs;
for (int i=0; i<1000; ++i)
{
val[i] = lhs.val[i] + rhs.val[i];
}
return *this;
}
};
如此一來，以下的寫法就可以被編譯器接受了：
Y a, b, c;
c = a + b;
實際的測試函式如下：
void Test2()
{
for (int i=0; i<200000; ++i) // 執行 20 萬次加法運算
{
Y a, b, c;
c = a + b;
}
}
測試結果，平均執行效能：（時間單位 Ticks）
X1 X2 Y
VC6(D) 3390 2578 1875
VC6(R) 1250 750 500
g++3.4.2(D) 1984 1891 1563
BCC5.6.4(D) 1394 1594 1695
BCC5.6.4(R) 672 690 500
（註：在 VC6 中，前面的 class template Addition 實際上編不過，
必須自己改成 non-template 版本才行）
結果有兩個重點：
一、在 VC 和 g++ 上，使用 Expression Templates 的優化技術後，
效率明顯改進了許多。（也就是 Y 版本勝過兩種 X 版本）
二、但在 BCC(Debug版本) 上竟然是反過來，辛苦寫程式想幫編譯器
做優化，結果比沒做更慢！也因此我只好再編出 Release 版本出
來比較，這次終於發現 Y 版本比較快了。
當然，Y 版本不像 X 版本一樣，可以使用 s = a+b+c+d+... 這種寫
法，它基本上是利用 Addition 這個中間層，取得更多的資訊，讓編
譯器有機會做更加的優化動作。簡單說明如下：
Y a, b, c;
c = a + b;
在 Y &operator=(Addition<Y> const &add) 中，編譯器等於知道
a, b, c 這三個物件資訊，但在 X 版本中，不論是 operator= 或
operator+ 最多都只知道兩個物件資訊。
最後有幾個感想：
一、關於效能的問題，實際上和 Complier 實作技術有很大的關係。
我們只能避免那些很明顯的沒效率的用法（例出產生大量無用的暫
時物件），儘量寫出正確、清楚、簡潔、乾淨的程式碼，有些很細
節的部份，不轉成 asm 大概很難看出名堂。
二、優化的技術有很多，有的初看到真是令人大開眼界，也讓人覺得
C++ 真是無比的豐富。不過還是 MEC 的那句話，過早的優化其實是
不必要的。
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