C++ 関数の最適化の詳細な説明: 最適化の原則と一般的な最適化手法

C 関数の最適化は、クリティカル パス コードを最適化し、ホットな関数に焦点を当て、パフォーマンスと可読性のバランスをとるという原則に従います。一般的な最適化手法には、関数呼び出しのオーバーヘッドを排除するための関数のインライン化、直接アクセス速度を向上させるための間接呼び出しの削減、効率を向上させるための仮想関数の書き換えの最適化、頻繁なメモリ割り当てを回避するためのオブジェクト プールの使用などが含まれます。

# C 関数の最適化の詳細な説明: 最適化の原則と一般的な最適化手法

最適化の原則

C 関数を最適化するときは、次の原則に従ってください:

• クリティカル パス コードをタイムリーに最適化します: 実行時間が最も長いコード パスの最適化に重点を置きます。 。
• 注目の関数に焦点を当てる: 頻繁に呼び出される関数を最適化します。
• パフォーマンスとコードの可読性のバランスをとる: コードを最適化するときは、可読性を維持し、過度の複雑さを避けてください。
• パフォーマンス分析ツールを使用する: パフォーマンス アナライザー (gprof、Valgrind など) を使用して、パフォーマンスのボトルネックを特定します。

一般的な最適化手法

1. インライン関数

小さな関数のコードを呼び出しに直接挿入します。 point 、関数呼び出しのオーバーヘッドを排除します。

inline void Swap(int& a, int& b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

2. 間接呼び出しを減らす

ポインターまたは参照を介してオブジェクトに直接アクセスし、ポインターを介した間接呼び出しを回避します。

struct Point {
  int x, y;
};

void MovePoint(const Point& point) {
  // 间接调用：
  point->x++;

  // 直接调用：
  // point.x++;  // 只在 C++11 以上的版本中可用
  (*point).x++;
}

3. ループの最適化

ループの範囲と手動ループ展開を使用して、ループの効率を向上させます。

// 手动循环展开：
for (int i = 0; i < n; i++) {
  Array1[i] *= Factor;
  Array2[i] /= Factor;
}

// 范围 for 循环：
for (auto& e : Array1) {
  e *= Factor;
}
for (auto& e : Array2) {
  e /= Factor;
}

4. 仮想関数のオーバーライド

派生クラスが仮想関数をオーバーライドすると、基本クラスの仮想関数ポインターはその実装を指さなくなります。派生クラスであるため、間接呼び出しが発生します。この間接性は、

final キーワードを使用して仮想関数をオーバーライドできないことを指定することで排除できます。

class Base {
 public:
  virtual void Display() final;  // 不能被派生类重写
};

5. オブジェクト プール

頻繁に作成および破棄されるオブジェクトの場合、オブジェクト プールを使用すると、頻繁なメモリ割り当てと解放操作を回避できます。

class ObjectPool {
 public:
  std::vector<std::shared_ptr<Object>> objects;

  std::shared_ptr<Object> Acquire() {
    if (objects.empty()) {
      objects.push_back(std::make_shared<Object>());
    }
    auto object = objects.back();
    objects.pop_back();
    return object;
  }

  void Release(std::shared_ptr<Object>& object) {
    objects.push_back(object);
  }
};

実際的なケース

次の関数例を考えてみましょう:

int SumArray(const int* array, int size) {
  int sum = 0;
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    sum += array[i];
  }
  return sum;
}

最適化後:

• インライン関数: 関数本体が小さいため、インライン化して関数呼び出しのオーバーヘッドを排除できます。
• Range for ループ: range for ループを使用すると、ループの効率を向上させることができます。
• 仮想関数の削除: SumArray 関数をオーバーライドする派生クラスがない場合は、final キーワードを使用して仮想関数の間接呼び出しを排除できます。
うわー

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