在函数定义中使用引用参数:performance

Using reference arguments in function definition: perfomance?

本文关键字：引用 参数 performance 函数 定义      更新时间：2023-10-16

是否知道两种变体中哪一种工作速度更快，或者它们相同，或者比较不正确。

Vector test(Vector &vec)
{
 // return modified vector, or write directly to vec,
 // or do not return anything, but access vec anyway
}
Vector test(Vector vec)
{
 // same (but no reference)
}

我之所以问，是因为我可能知道，为Direct3D游戏创建最佳优化代码。

UPDATE：我说的是来自xnamath.h（d3d-sdk）的XMVECTOR——16字节，4个浮点。

这不是一种有用的概括方法。

在谷歌上搜索XMVECTOR，我得到

typedef __m128 XMVECTOR;

因此，尽管是16个字节，但它都是一个SSE机器寄存器，所以您当然应该按值传递这个吸盘。引用寄存器中的某个内容只会有将其强行放入堆栈的风险。

EDIT:即使您没有使用上面的typedef，XMVECTOR仍然可能是一种特殊类型，编译器会对其进行不同的处理。请注意有关XBox平台的注意事项。在任何情况下，我下面所说的都是双倍的：

<小时>

将微观优化视为惯用方法是错误的。微观优化从机器代码开始。这里的起点应该是探查器指向的任何机器指令，因为任何程序中都有太多的微小部分，你不会仅仅凭直觉就能找到慢的部分。

如果你刚刚开始你的第一个优化项目，你应该研究不同的评测工具（告诉你程序的哪个部分很慢），并熟悉其中一个。一旦你深入到足够的程度，当你无法通过调整源代码所说的来提高速度时，你就必须开始分析机器指令。这需要熟悉CPU及其指令集的细节。只有这样，您才能有效地开始调整源代码中关于如何做小事的细微差异。

如果你对CPU如何执行指令不太了解，就不要急于优化这类事情。考虑到程序的算法和整体结构都很重要，这完全是浪费时间。

编辑：有关16字节长的Vector的详细信息，请参阅底部

如果向量有几个以上的元素（或者元素本身相当大），那么第一个很可能会快得多。

然而，正如他们所说，"细节是魔鬼"。在某些特定情况下，第二种情况可能确实更快。这将是一个例外，而不是规则，但这仍然是一种可能性。

在第二种情况下，向量正在被复制[除非编译器能够内联代码，并且编译器能够意识到正在发生的事情，并删除额外的副本]。如果向量有10000个元素，那就是向量中任何元素的10000个副本。

在第一种情况下，从调用函数传递给调用方函数的所有内容都是一个指针。另一方面，由于它是一个引用，因此生成的代码必须再进行一次内存引用才能读取内容。因此，如果向量很小，并且test函数对vec变量进行了多次访问，那么间接操作的额外开销可能比内容的副本"更糟"。

如果有疑问，请对这两种解决方案进行基准测试。

确保基准是有代表性的-你可以把10k个元素的速度提高100倍，然后当元素数量少于20时，速度降低2倍-平均值为11…

编辑：由于问题已经更新，我不得不补充一点，"由于Vector对象很小"，因此两个选项之间的显著差异可能性要小得多。在32位系统上，pass-by-reference选项可能仍然有一点好处[但是，正如我在上文中所说，它与更复杂的Vector内容访问相平衡]。在64位系统上，传递两个寄存器值可能比传递一个引用更快。

再次，在"正常"类型负载下进行基准测试。

通过引用传递的向量参数会更快，如果向量中有许多元素，则会更快。这样，您就可以避免在本地复制上花费的时间。

您应该始终通过引用传递对象，除非您需要传递地址，例如，如果您也想允许空指针。按值传递对象意味着：

  1. 正在复制
  2. 对象切片

这两者你都不想发生。

过早的优化是万恶之源

这主要是过早的优化。这也是一个微观优化。因此，它需要更多关于Vector类型和所需用法、编译器以及许多其他因素的知识。

这两者并不相等；后者将不接受右值，并允许函数更改向量。您应该使用const&使它们真正相似。

你说这是一款D3D应用程序；在这种情况下（除了预计算），您真的希望在GPU上进行向量和矩阵计算。简单的探查器对此没有帮助，您需要同时探查CPU和GPU代码。

正如@Potatoswatter所注意到的，这是一种CPU将比通过引用传递时优化得更多的类型。

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