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C++代码优化方法总结(2)
作者:佚名 时间:2007-09-17 15:40 出处:网络用户 责编:月夜寒箫
              摘要:C++代码优化方法总结(2)

因为成员函数Time::Show()包括一个局部变量和一个for循环,所以编译器一

般拒绝inline,并且把它当作一个普通的成员函数。但是这个包含类声明的头文件

会被单独的#include进各个独立的编译单元中:

// filename f1.cpp

#include "Time.hj"

void f1()

{

Time t1;

t1.Show();

}

// filename f2.cpp

#include "Time.h"

void f2()

{

Time t2;

t2.Show();

}

结果编译器为这个程序生成了两个相同成员函数的拷贝:

void f1();

void f2();

int main()

{

f1();

f2();

return 0;

}

当程序被链接的时候,linker将会面对两个相同的Time::Show()拷贝,于是函数重

定义的连接错误发生。但是老一些的C++实现对付这种情况的办法是通过把一个

un-inlined函数当作static来处理。因此每一份函数拷贝仅仅在自己的编译单元中

可见,这样链接错误就解决了,但是在程序中却会留下多份函数拷贝。在这种情况

下,程序的性能不但没有提升,反而增加了编译和链接时间以及最终可执行体的大

小。

但是幸运的是,新的C++标准中关于un-inlined函数的说法已经改变。一个符合标

准C++实现应该只生成一份函数拷贝。然而,要想所有的编译器都支持这一点可能

还需要很长时间。

另外关于内联函数还有两个更令人头疼的问题。第一个问题是该如何进行维护。一

个函数开始的时候可能以内联的形式出现,但是随着系统的扩展,函数体可能要求

添加额外的功能,结果内联函数就变得不太可能,因此需要把inline specifier去

除以及把函数体放到一个单独的源文件中。另一个问题是当内联函数被应用在代码

库的时候产生。当内联函数改变的时候,用户必须重新编译他们的代码以反映这种

改变。然而对于一个非内联函数,用户仅仅需要重新链接就可以了。

这里想要说的是,内联函数并不是一个增强性能的灵丹妙药。只有当函数非常短小

的时候它才能得到我们想要的效果,但是如果函数并不是很短而且在很多地方都被

调用的话,那么将会使得可执行体的体积增大。最令人烦恼的还是当编译器拒绝内

联的时候。在老的实现中,结果很不尽人意,虽然在新的实现中有很大的改善,但

是仍然还是不那么完善的。一些编译器能够足够的聪明来指出哪些函数可以内联哪

些不能,但是,大多数编译器就不那么聪明了,因此这就需要我们的经验来判断。

如果内联函数不能增强行能,就避免使用它!

 四. 优化你的内存使用

通常优化都有几个方面:更快的运行速度,有效的系统资源使用,更小的内存使用

。一般情况下,代码优化都是试图在以上各个方面进行改善。重新放置声明技术被

证明是消除多余对象的建立和销毁,这样既减小了程序的大小又加快了运行速度。

然而其他的优化技术都是基于一个方面------更快的速度或者是更小的内存使用。

有时,这些目标是互斥的,压缩了内存的使用往往却减慢了代码速度,快速的代码

却又需要更多的内存支持。下面总结两种在内存使用上的优化方法:

1. Bit Fields

在C/C++中都可以存取和访问数据的最小组成单元:bit。因为bit并不是C/C++基本

的存取单元,所以这里是通过牺牲运行速度来减少内存和辅助存储器的空间的使用

。注意:一些硬件结构可能提供了特殊的处理器指令来存取bit,因此bit fields

是否影响程序的速度取决于具体平台。

在我们的现实生活中,一个数据的许多位都被浪费了,因为某些应用根本就不会有

那么大的数据范围。也许你会说,bit是如此之小,通过它就能减小存储空间的使

用吗?的确,在数据量很小的情况下不会看出什么效果,但是在数据量惊人的情况

下,它所节省的空间还是能够让我们的眼睛为之一亮的。也许你又会说,现在内存

和硬盘越来越便宜,何苦要费半天劲,这省不了几个钱。但是还有另外一个原因一

定会使你信服,那就是数字信息传输。一个分布式数据库都会在不同的地点有多份

拷贝。那么数百万的纪录传输就会显得十分昂贵。Ok,现在我们就来看看该如何做

吧,首先看下面这段代码:

struct BillingRec

{

long cust_id;

long timestamp;

enum CallType

{

toll_free,

local,

regional,

long_distance,

international,

cellular

} type;

enum CallTariff

{

off_peak,

medium_rate,

peak_time

} tariff;

};

上面这个结构体在32位的机器上将会占用16字节,你会发现其中有许多位都被浪费

了,尤其是那两个enum型,浪费更是严重,所以请看下面做出的改进:

struct BillingRec

{

int cust_id: 24; // 23 bits + 1 sign bit

int timestamp: 24;

enum CallType

{//...

};

enum CallTariff

{//...

};

unsigned call: 3;

unsigned tariff: 2;

};

现在一个数据从16字节缩减到了8字节,减少了一半,怎么样,效果还是显著的吧

:)

2. Unions

Unions通过把两个或更多的数据成员放置在相同地址的内存中来减少内存浪费,这

就要求在任何时间只能有一个数据成员有效。Union 可以有成员函数,包括构造函

数和析构函数,但是它不能有虚函数。C++支持anonymous unions。anonymous

union是一个未命名类型的未命名对象。例如:

union { long n; void * p}; // anonymous

n = 1000L; // members are directly accessed

p = 0; // n is now also 0

不像命名的union,它不能有成员函数以及非public的数据成员。

那么unions什么时候是有用的呢?下面这个类从数据库中获取一个人的信息。关键

字既可以是一个特有的ID或者人名,但是二者却不能同时有效:

class PersonalDetails

{

private:

char * name;

long ID;

//...

public:

PersonalDetails(const char *nm); //key is of type char * used

PersonalDetails(long id) : ID(id) {} //numeric key used

};

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