STL 関数オブジェクトはパフォーマンスの最適化にどの程度役立ちますか?

STL 関数オブジェクトは、状態を保存することにより、特に高価なコピー操作を回避し、関数呼び出しのオーバーヘッドを削減し、並列処理を利用することにより、パフォーマンスの最適化を向上させます。実際のケースでは、std::bind を使用して画像処理アルゴリズムを最適化し、画像のコピーを回避することでパフォーマンスを向上させます。

パフォーマンスの最適化における STL 関数オブジェクトの役割

C 標準ライブラリでは、関数オブジェクトは、次の目的で使用される軽量のオブジェクトです。関数呼び出しを表します。通常の関数とは異なり、関数オブジェクトは状態を保存できるため、特定の操作のパフォーマンスが向上します。

STL 関数オブジェクト タイプ

STL は、次のようなさまざまな関数オブジェクト タイプを定義します。

• std::function: 一般的な関数オブジェクトAdapter
• std::bind: 特定の引数にバインドされた関数オブジェクトを作成するユーティリティ クラス
• std::mem_fn: バインディングを作成しますメンバ関数に割り当てられた関数オブジェクトのユーティリティ クラス
• std::thread: スレッドを作成および管理するためのクラス

最適化された使用法

#1. コストのかかるコピー操作を避ける:

std::function を使用すると、大きなオブジェクトをコンテナーにコピーすることを回避できるため、パフォーマンスが向上します。たとえば、次のコードは、 sort が呼び出されるたびに関数オブジェクトをコピーします。

std::vector<int> v;
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {
  std::sort(v.begin(), v.end(), std::less<int>());
}

関数オブジェクトは、

std::bind を使用して特定のパラメーターにバインドできます。これによりコピーが回避されます:

std::function<bool(int, int)> less_than = std::bind(std::less<int>(), std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
for (size_t i = 0; i < v.size(); ++i) {
  std::sort(v.begin(), v.end(), less_than);
}

2. 関数呼び出しのオーバーヘッドを削減します:

関数呼び出しには、スタック フレームの割り当てや関数ポインターの検索など、通常、多くのオーバーヘッドが必要です。関数オブジェクトを使用すると、関数呼び出しがオブジェクトのメンバー関数呼び出しに変換されるため、オーバーヘッドが削減されます。たとえば、次のコードはループを使用して配列の合計を計算します。

int sum = 0;
for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
  sum += v[i];
}

std::accumulate および std::plus 関数オブジェクトを使用する、ループを単一の関数呼び出しに変換できます:

sum = std::accumulate(v.begin(), v.end(), 0, std::plus<int>());

3. 並列処理の利用:

Function オブジェクトは並列実行をサポートしており、これによりパフォーマンスが大幅に向上します。マルチコア システム。たとえば、次のコードは OpenMP を使用してループを並列化します。

#pragma omp parallel for
for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
  std::cout << v[i] << std::endl;
}

実用的な例

画像処理を最適化するために

std::bind を使用する次の例を考えてみましょう。アルゴリズム:

std::vector<cv::Mat> images;
for (const auto& image : images) {
  cv::transpose(image, image);
}

std::bind を使用すると、イメージのコピーを回避できるため、パフォーマンスが向上します:

auto transpose = std::bind(cv::transpose, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2);
std::for_each(images.begin(), images.end(), transpose);

以上がSTL 関数オブジェクトはパフォーマンスの最適化にどの程度役立ちますか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。