## Sind Smart Pointer in C mit erheblichen Leistungseinbußen verbunden?

Overhead von Smart Pointern in C

In C sorgen Smart Pointer (z. B. std::shared_ptr und std::unique_ptr) für automatische Speicherverwaltung, wodurch die Notwendigkeit einer manuellen Freigabe entfällt und das Risiko von Speicherlecks verringert wird. Dieser Komfort geht jedoch mit potenziellen Leistungseinbußen einher.

Speicheraufwand

std::shared_ptr verursacht im Vergleich zu normalen Zeigern aufgrund seines internen Zustands einen zusätzlichen Speicheraufwand Enthält einen Referenzzähler und atomare Flags für threadsichere Vorgänge. std::unique_ptr verursacht nur dann Speicheraufwand, wenn ein nicht trivialer Löscher bereitgestellt wird.

Zeitaufwand

Der Hauptzeitaufwand mit std::shared_ptr entsteht während:

• Konstruktor: Erstellen des Referenzzählers.
• Destruktor: Dekrementieren des Referenzzählers und möglicherweise Zerstörung des Objekts (wenn der Referenzzähler Null erreicht).
• Zuweisung: Inkrementieren der Referenzzähler.

std::unique_ptr erfährt Zeitaufwand während:

• Konstruktor: Kopieren des bereitgestellten Löschers oder Nullinitialisieren des Zeigers.
• Destruktor: Zerstört das eigene Objekt.

Vergleich mit normalen Zeigern

Im Vergleich zu normalen Zeigern verursachen intelligente Zeiger keinen zusätzlichen Zeitaufwand bei der Dereferenzierung (Zugriff auf Eigentumsobjekt). Dies ist eine wichtige Überlegung, da die Dereferenzierung normalerweise die am häufigsten an Zeigern durchgeführte Operation ist.

Auswirkungen auf die Leistung

Der mit intelligenten Zeigern verbundene Overhead ist im Allgemeinen unbedeutend, sofern dies nicht der Fall ist häufige Erstellung und Zerstörung oder wenn die eigenen Objekte groß sind und während der Zerstörung eine erhebliche Verarbeitung erfordern.

Beispiel

Betrachten Sie das folgende Codebeispiel:

<code class="cpp">std::shared_ptr<const Value> getValue();
// versus
const Value *getValue();</code>

In diesem Fall verursacht die Verwendung von std::shared_ptr einen relativ geringen Speicheraufwand (die Referenzanzahl), verursacht aber zusätzlichen Zeitaufwand bei der Erstellung und Zuweisung.

Fazit

Intelligente Zeiger in C bieten eine automatische Speicherverwaltung mit überschaubarem Overhead. Der Speicheraufwand ist vernachlässigbar, während der Zeitaufwand bei typischen Zeigeroperationen minimal ist. Es ist jedoch wichtig, sich des potenziellen Mehraufwands bewusst zu sein, wenn kontinuierlich intelligente Zeiger erstellt oder zerstört werden oder wenn mit großen eigenen Objekten gearbeitet wird.

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