Warum ist die Leistung von C iostream manchmal langsam und wann sind Alternativen erforderlich?

Langsame Leistung der iostreams der C-Standardbibliothek

Während die iostreams der C-Standardbibliothek möglicherweise nicht ausdrücklich eine schlechte Leistung vorschreiben, enthält der technische Bericht zur C-Leistung weist darauf hin, dass bestimmte Aspekte der Verarbeitung zu Ineffizienzen führen können.

Standard-Mandated Ineffizienzen

Dem Bericht zufolge beinhaltet die Implementierung von iostreams typischerweise die Verteilung der Verarbeitung über mehrere Facetten. Dies kann zu inhärenten Ineffizienzen aufgrund des mit der Operation jeder Facette verbundenen Overheads führen.

Facetten und Schreiben()

Während Facetten möglicherweise nicht direkt im Schreiben verwendet werden( )-Vorgang zeigt die Profilierung Ihres Ostringstream-Codes, dass in std::basic_streambuf::xsputn() viel Zeit aufgewendet wird. Diese Funktion führt verschiedene Prüfungen und Aktualisierungen durch, was zu einem zusätzlichen Verarbeitungsaufwand führt.

Optimierungen in modernen Compilern

Der Bericht erwähnt, dass einige Compiler möglicherweise Vorverarbeitung oder erweiterte Verknüpfungstechniken verwenden die mit iostreams verbundenen Ineffizienzen abmildern. Es ist jedoch ungewiss, wie viele aktuelle Compiler diese Optimierungen integriert haben.

Alternative Implementierungen

In der Praxis weisen Compiler wie Visual C 2010 und gcc 4.3.4 eine konkurrenzfähige Leistung auf manuelle Pufferverwaltung bei Verwendung von vector und einfache Iteratoren. Dies deutet darauf hin, dass einige Implementierungen möglicherweise optimierte Lösungen für iostreams bieten.

Praktische Überlegungen

Die beobachtete langsame Leistung von iostreams in Ihren Tests ist auf das Worst-Case-Szenario des Schreibens zurückzuführen kleine Datenblöcke wiederholt. In realen Anwendungen reduziert der Umgang mit größeren Datenblöcken die Auswirkungen von Overheads und ermöglicht es iostreams, seine speichersicheren und typsicheren Designvorteile voll auszunutzen.

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