C++：对抗多态开销
我知道多态性会增加明显的开销。调用虚拟函数比调用非虚拟函数要慢.(我所有的经验都是关于GCC的，但我认为/听说对任何重新编译器来说都是如此。)
给定的虚拟函数多次在同一个对象上反复调用；我知道对象类型不会改变，大多数情况下编译器都可以很容易地推断出这一点：
BaseType &obj = ...;
while( looping )
obj.f(); // BaseType::f is virtual为了加快代码的速度，我可以这样重写上面的代码：
BaseType &obj = ...;
FinalType &fo = dynamic_cast< FinalType& >( obj );
while( looping )
fo.f(); // FinalType::f is not virtual我想知道在这些情况下，由于多态，避免这种开销的最佳方法是什么。
在我看来，上层转换(如第二段所示)的想法并不好：BaseType可能被许多类继承，而试图对所有类进行上传将是非常麻烦的。
另一个想法可能是将obj.f存储在函数指针中(没有测试这一点，也不确定它是否会杀死运行时开销)，但是这个方法看起来并不完美:作为上面的方法，它需要编写更多的代码，并且无法利用一些优化(例如:如果FinalType::f是内联函数，它就不会内联-但我想避免这种情况的唯一方法是将其转换为其最终类型……)
有什么更好的方法吗？
编辑：，当然，这不会有太大的影响。这个问题主要是为了知道是否有什么可做的，因为看起来这种开销是免费的(这种开销看起来很容易消除)--我不明白为什么不这样做。
一个简单的关键字用于小的优化，比如C99 restrict，告诉编译器多态对象是固定类型的，这正是我所希望的。
不管怎么说，仅仅是回复评论，就会出现一些开销。看看这个特别的极端代码：
struct Base { virtual void f(){} };
struct Final : public Base { void f(){} };
int main( ) {
Final final;
Final &f = final;
Base &b = f;
for( int i = 0; i < 1024*1024*1024; ++ i )
#ifdef BASE
b.f( );
#else
f.f( );
#endif
return 0;
}编译和运行它，花费时间：
$ for OPT in {"",-O0,-O1,-O2,-O3,-Os}; do
for DEF in {BASE,FINAL}; do
g++ $OPT -D$DEF -o virt virt.cpp &&
TIME="$DEF $OPT: %U" time ./virt;
done;
done
BASE : 5.19
FINAL : 4.21
BASE -O0: 5.22
FINAL -O0: 4.19
BASE -O1: 3.55
FINAL -O1: 1.53
BASE -O2: 3.61
FINAL -O2: 0.00
BASE -O3: 3.58
FINAL -O3: 0.00
BASE -Os: 6.14
FINAL -Os: 0.00我想只有-O2，-O3和-Os在为Final::f做衬里。
这些测试已经在我的机器上运行，运行的是最新的GCC和Athlon(tm) 64 X2双核处理器4000+ CPU。我想在比较便宜的平台上会慢得多。
回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2010-11-06 02:37:34
如果动态调度是程序中的性能瓶颈，那么解决这个问题的方法就是不使用动态分派(不要使用虚拟函数)。
您可以使用模板和通用编程代替虚拟函数，用编译时多态性替换某些运行时多态性。这可能会或不会带来更好的性能；只有分析器才能肯定地告诉您。
但是要明确的是，正如wilhelmtell在对这个问题的评论中所指出的那样，动态调度所造成的开销很少足以让人担心。在用笨拙的自定义实现替换内置的方便之前，绝对要确保这是您的性能热点。
Stack Overflow用户
发布于 2010-11-06 14:28:07
如果您需要使用多态，那么使用它。没有比这更快的方法了。
不过，我会回答另一个问题:这是你最大的问题吗？如果是这样的话，您的代码已经是最优的或者几乎是最优的。如果不是，找出最大的问题是什么，然后集中精力于此。
https://stackoverflow.com/questions/4111563
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