C++性能优化技术:挑战效率极限

需积分: 9 2 下载量 86 浏览量 更新于2024-07-23 收藏 1.67MB PDF 举报
“Efficient C++: Performance Programming Techniques 是一本由 Dov Bulka 和 David Mayhew 合著的计算机科学经典著作,由 Addison-Wesley 出版社于1999年11月3日出版,ISBN 为 0-201-37950-3,共336页。” 该书主要挑战了普遍认为 C++ 不适合性能关键应用的观点,即高效 C++ 是一个矛盾的说法。作者通过他们的实际经验,证明了 C++ 具有生成高效程序的巨大潜力。他们揭示了实用的面向对象设计原则和 C++ 编程技术,这些技术能够显著提高程序的性能,并指出在设计和编码过程中常见的性能瓶颈。 书中重点关注如何将 C++ 的强大功能和灵活性与高性能和可扩展性相结合,从而达到两全其美的效果。具体讨论的主题包括: 1. 临时对象的管理:临时对象在 C++ 中是常见的,但如果不正确处理,可能会导致不必要的内存分配和拷贝,影响性能。书中可能介绍如何避免这些开销,如使用 `const` 引用、返回引用、RVO(返回值优化)和 NRVO(命名返回值优化)等技巧。 2. 内存管理和对象构造/析构:C++ 中的对象生命周期管理对性能有直接影响。书中可能讲解如何有效地使用智能指针、构造函数和析构函数来控制内存分配和释放,以及避免内存泄漏和不必要的拷贝。 3. 避免隐式类型转换和模板滥用:隐式类型转换可能导致效率下降,而过度使用模板可能导致编译时膨胀。书中可能涵盖如何明智地使用 `static_cast`、`dynamic_cast` 等类型转换,并合理使用模板,以保持代码简洁且高效。 4. 内存对齐和数据结构布局:内存对齐和数据结构的布局对缓存友好性和内存访问速度至关重要。书中可能探讨如何优化数据结构以减少内存访问的开销,例如使用 `alignas` 关键字进行内存对齐,或者调整成员变量的顺序。 5. 函数调用和内联:函数调用会带来一定的开销,尤其是对于小型函数。书中可能介绍何时使用内联函数,以及如何利用编译器的内联优化,以减少调用开销。 6. 并发和多线程编程:在现代多核处理器中,充分利用并发可以极大地提升性能。书中可能涵盖线程安全、同步原语、锁和其他并发策略的使用,以优化多线程程序。 7. STL(标准模板库)的使用:STL 提供了高效的数据结构和算法,但不恰当的使用可能会降低性能。书中可能介绍如何有效利用容器、迭代器和算法,以实现高效的代码。 8. 性能分析和基准测试:为了优化代码,需要了解哪些部分是性能瓶颈。书中可能涵盖如何使用各种工具进行性能分析,以及如何设计和执行基准测试以量化改进。 《Efficient C++: Performance Programming Techniques》是一本深入探讨 C++ 性能优化的指南,对于希望在 C++ 应用程序中实现最佳性能的开发者来说,是一本不可或缺的参考书籍。通过学习书中的实践技巧和策略,读者可以更好地理解和掌握如何编写高效、可扩展的 C++ 代码。