C++性能分级:FREE/CHEAP/EXPENSIVE解析
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更新于2024-08-07
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"C++语言特性和性能分级-微分几何彭家贵前五章完整答案"
C++是一种高效且功能强大的编程语言,它的设计原则强调零开销(zero overhead),这意味着程序员只为其实际使用的特性付出代价。为了充分利用C++的性能,理解不同语言特性的性能分级至关重要。这些分级分为FREE、CHEAP和EXPENSIVE三类。
1. **FREE(免费)**:这类特性的性能开销极小,甚至经过优化,可以在代码中放心大胆地使用,而不用担心对整体性能造成显著影响。例如,基本数据类型的运算、静态成员变量和模板特化通常属于此类。
2. **CHEAP(廉价)**:这些特性有一定的性能成本,但在大多数情况下还是可以接受的。然而,在性能敏感的区域,需要谨慎考虑它们的使用。例如,内联函数、智能指针(如`std::unique_ptr`和`std::shared_ptr`)以及某些STL容器(如`std::vector`和`std::map`)就属于这一级别。
3. **EXPENSIVE(昂贵)**:具有较大性能开销的特性,需要根据具体情况进行选择,并在性能关键点上审慎使用。动态内存分配(如`new`和`delete`)、虚函数、运行时类型信息(RTTI)和异常处理都属于此类。
在优化C++程序时,首要任务是通过性能检测工具识别出程序的关键路径和瓶颈,而不是直接假设语言是性能问题的根源。即使重写代码为C或汇编,如果不改变框架设计,也无法保证整体性能的提升。
C++编程规范方面,华为公司内部制定了一套C++语言编程规范,旨在提高代码质量和可维护性,同时也关注性能。这份规范涵盖了常量、初始化和类型转换、函数、模板等多个方面,由多个部门的专家共同参与制定和修订,确保与国际规范的一致性,并考虑了不同领域的应用需求。
例如,规范可能要求使用现代C++标准库的头文件(如`<vector>`和`<cstring>`),而不是传统的C风格头文件(如`<vector.h>`和`<string.h>`),因为前者通常提供了更好的类型安全和性能优化。此外,规范可能还强调了内联函数的正确使用,以减少函数调用的开销,以及初始化和类型转换的最佳实践,以避免隐式类型转换可能导致的问题。
理解和遵循C++语言特性的性能分级以及编程规范,对于编写高效、可维护的代码至关重要。开发人员应当根据项目需求和性能目标,明智地选择和使用各种语言特性,同时遵循业界最佳实践,以实现最佳的程序性能。
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黎小葱
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