如何利用多态性实现数据本地化
How to achieve data locality with polymorphism?
(标题可能"不太理想"。)
假设有这样的代码:
class Foo {/*stuff*/};
class Bar1 : Foo {/*stuff*/};
class Bar2 : Foo {/*stuff*/};
std::vector<Foo*> foos;
// Populate 'foos' with Foo, Bar1 and Bar2 objects
// Iterate through foos
for(Foo* foo : foos) foo->doSomething();
基本上,foos
是具有Foo
对象指针的向量。但是,通过该向量循环可能会导致缓存未命中。理论上的补救措施是存储实际对象而不是指针,但这在C++中是不允许的(没有数组的多态性)。
也就是说:当需要大量多态对象时,如何提高数据的局部性(并最大限度地减少缓存未命中)?
我对此很感兴趣,因为每个人都告诉我缓存命中/未命中在性能关键型软件中非常重要,因此应该避免像上面给出的代码示例中那样使用指针。然而,这本质上意味着抛弃多态性。
我认为通常情况下,为了使用多态性,您必须牺牲性能,但在这种情况下,也许您可以维护Bar1
和Bar2
的单独向量。您可以将它们视为Bar1
和Bar2
的"池"。
然后用指向Bar1
和Bar2
池中对象的指针填充Foo
对象指针的矢量:
template<typename Bar>
void populateFoos(std::vector<Foo*>& foos, std::vector<Bar>& bars) {
for (auto& bar : bars)
foos.emplace_back(&bar);
}
std::vector<Bar1> bar1s;
std::vector<Bar2> bar2s;
std::vector<Foo*> foos;
// Populate Bar1s
bar1s.emplace_back();
bar1s.emplace_back();
// Populate Bar2s
bar2s.emplace_back();
// Populate 'foos' with Bar1 and Bar2 objects
populateFoos(foos, bar1s);
populateFoos(foos, bar2s);
// Iterate through foos
for(auto foo : foos)
foo->doSomething();
现场演示
您需要小心,不要通过重新分配Bar1
和Bar2
池来使Foo
对象指针无效。
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