草庐IT

c++ - 为什么 `std::copy` 在我的测试程序中从 char 缓冲区读取一个 int 比 `memcpy` 慢 5 倍(!)?

coder 2023-11-13 原文

这是 this question 的后续行动我在哪里发布了这个程序:

#include <algorithm>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <ctime>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <chrono>

class Stopwatch
{
public:
    typedef std::chrono::high_resolution_clock Clock;

    //! Constructor starts the stopwatch
    Stopwatch() : mStart(Clock::now())
    {
    }

    //! Returns elapsed number of seconds in decimal form.
    double elapsed()
    {
        return 1.0 * (Clock::now() - mStart).count() / Clock::period::den;
    }

    Clock::time_point mStart;
};

struct test_cast
{
    int operator()(const char * data) const
    {
        return *((int*)data);
    }
};

struct test_memcpy
{
    int operator()(const char * data) const
    {
        int result;
        memcpy(&result, data, sizeof(result));
        return result;
    }
};

struct test_memmove
{
    int operator()(const char * data) const
    {
        int result;
        memmove(&result, data, sizeof(result));
        return result;
    }
};

struct test_std_copy
{
    int operator()(const char * data) const
    {
        int result;
        std::copy(data, data + sizeof(int), reinterpret_cast<char *>(&result));
        return result;
    }
};

enum
{
    iterations = 2000,
    container_size = 2000
};

//! Returns a list of integers in binary form.
std::vector<char> get_binary_data()
{
    std::vector<char> bytes(sizeof(int) * container_size);
    for (std::vector<int>::size_type i = 0; i != bytes.size(); i += sizeof(int))
    {
        memcpy(&bytes[i], &i, sizeof(i));
    }
    return bytes;
}

template<typename Function>
unsigned benchmark(const Function & function, unsigned & counter)
{
    std::vector<char> binary_data = get_binary_data();
    Stopwatch sw;
    for (unsigned iter = 0; iter != iterations; ++iter)
    {
        for (unsigned i = 0; i != binary_data.size(); i += 4)
        {
            const char * c = reinterpret_cast<const char*>(&binary_data[i]);
            counter += function(c);
        }
    }
    return unsigned(0.5 + 1000.0 * sw.elapsed());
}

int main()
{
    srand(time(0));
    unsigned counter = 0;

    std::cout << "cast:      " << benchmark(test_cast(),     counter) << " ms" << std::endl;
    std::cout << "memcpy:    " << benchmark(test_memcpy(),   counter) << " ms" << std::endl;
    std::cout << "memmove:   " << benchmark(test_memmove(),  counter) << " ms" << std::endl;
    std::cout << "std::copy: " << benchmark(test_std_copy(), counter) << " ms" << std::endl;
    std::cout << "(counter:  " << counter << ")" << std::endl << std::endl;

}

我注意到出于某种原因,std::copy 的性能比 memcpy 差得多。在我使用 gcc 4.7 的 Mac 上,输出看起来像这样。

g++ -o test -std=c++0x -O0 -Wall -Werror -Wextra -pedantic-errors main.cpp
cast:      41 ms
memcpy:    46 ms
memmove:   53 ms
std::copy: 211 ms
(counter:  3838457856)

g++ -o test -std=c++0x -O1 -Wall -Werror -Wextra -pedantic-errors main.cpp
cast:      8 ms
memcpy:    7 ms
memmove:   8 ms
std::copy: 19 ms
(counter:  3838457856)

g++ -o test -std=c++0x -O2 -Wall -Werror -Wextra -pedantic-errors main.cpp
cast:      3 ms
memcpy:    2 ms
memmove:   3 ms
std::copy: 27 ms
(counter:  3838457856)

g++ -o test -std=c++0x -O3 -Wall -Werror -Wextra -pedantic-errors main.cpp
cast:      2 ms
memcpy:    2 ms
memmove:   3 ms
std::copy: 16 ms
(counter:  3838457856)

如您所见,即使使用 -O3,它也比 memcpy 慢 5 倍(!)。

在 Linux 上结果相似。

有人知道为什么吗?

最佳答案

我同意 @rici's comment关于开发一个更有意义的基准,所以我重写了你的测试,以使用 memcpy()memmove()std::copy()< 对两个="" vector="">std::vector 赋值运算符:

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <chrono>
#include <random>
#include <cstring>
#include <cassert>

typedef std::vector<int> vector_type;

void test_memcpy(vector_type & destv, vector_type const & srcv)
{
    vector_type::pointer       const dest = destv.data();
    vector_type::const_pointer const src  = srcv.data();

    std::memcpy(dest, src, srcv.size() * sizeof(vector_type::value_type));
}

void test_memmove(vector_type & destv, vector_type const & srcv)
{
    vector_type::pointer       const dest = destv.data();
    vector_type::const_pointer const src  = srcv.data();

    std::memmove(dest, src, srcv.size() * sizeof(vector_type::value_type));
}

void test_std_copy(vector_type & dest, vector_type const & src)
{
    std::copy(src.begin(), src.end(), dest.begin());
}

void test_assignment(vector_type & dest, vector_type const & src)
{
    dest = src;
}

auto
benchmark(std::function<void(vector_type &, vector_type const &)> copy_func)
    ->decltype(std::chrono::milliseconds().count())
{
    std::random_device rd;
    std::mt19937 generator(rd());
    std::uniform_int_distribution<vector_type::value_type> distribution;

    static vector_type::size_type const num_elems = 2000;

    vector_type dest(num_elems);
    vector_type src(num_elems);

    // Fill the source and destination vectors with random data.
    for (vector_type::size_type i = 0; i < num_elems; ++i) {
        src.push_back(distribution(generator));
        dest.push_back(distribution(generator));
    }

    static int const iterations = 50000;

    std::chrono::time_point<std::chrono::system_clock> start, end;

    start = std::chrono::system_clock::now();

    for (int i = 0; i != iterations; ++i)
        copy_func(dest, src);

    end = std::chrono::system_clock::now();

    assert(src == dest);

    return
        std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(
            end - start).count();
}

int main()
{
    std::cout
        << "memcpy:     " << benchmark(test_memcpy)     << " ms" << std::endl
        << "memmove:    " << benchmark(test_memmove)    << " ms" << std::endl
        << "std::copy:  " << benchmark(test_std_copy)   << " ms" << std::endl
        << "assignment: " << benchmark(test_assignment) << " ms" << std::endl
        << std::endl;
}

为了好玩,我对 C++11 有点过分了。

这是我在 64 位 Ubuntu 机器上使用 g++ 4.6.3 得到的结果:

$ g++ -O3 -std=c++0x foo.cpp ; ./a.out 
memcpy:     33 ms
memmove:    33 ms
std::copy:  33 ms
assignment: 34 ms

结果都相当可比!当我将 vector 中的整数类型例如更改为long long时,我在所有测试用例中都获得了可比较的时间。

除非我的基准重写被破坏,否则您自己的基准似乎没有执行有效的比较。 HTH!

关于c++ - 为什么 `std::copy` 在我的测试程序中从 char 缓冲区读取一个 int 比 `memcpy` 慢 5 倍(!)?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/13128430/

有关c++ - 为什么 `std::copy` 在我的测试程序中从 char 缓冲区读取一个 int 比 `memcpy` 慢 5 倍(!)?的更多相关文章

  1. ruby - 为什么我可以在 Ruby 中使用 Object#send 访问私有(private)/ protected 方法? - 2

    类classAprivatedeffooputs:fooendpublicdefbarputs:barendprivatedefzimputs:zimendprotecteddefdibputs:dibendendA的实例a=A.new测试a.foorescueputs:faila.barrescueputs:faila.zimrescueputs:faila.dibrescueputs:faila.gazrescueputs:fail测试输出failbarfailfailfail.发送测试[:foo,:bar,:zim,:dib,:gaz].each{|m|a.send(m)resc

  2. ruby-on-rails - Rails - 子类化模型的设计模式是什么? - 2

    我有一个模型:classItem项目有一个属性“商店”基于存储的值,我希望Item对象对特定方法具有不同的行为。Rails中是否有针对此的通用设计模式?如果方法中没有大的if-else语句,这是如何干净利落地完成的? 最佳答案 通常通过Single-TableInheritance. 关于ruby-on-rails-Rails-子类化模型的设计模式是什么?,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.co

  3. ruby - 如何将脚本文件的末尾读取为数据文件(Perl 或任何其他语言) - 2

    我正在寻找执行以下操作的正确语法(在Perl、Shell或Ruby中):#variabletoaccessthedatalinesappendedasafileEND_OF_SCRIPT_MARKERrawdatastartshereanditcontinues. 最佳答案 Perl用__DATA__做这个:#!/usr/bin/perlusestrict;usewarnings;while(){print;}__DATA__Texttoprintgoeshere 关于ruby-如何将脚

  4. ruby - 什么是填充的 Base64 编码字符串以及如何在 ruby​​ 中生成它们? - 2

    我正在使用的第三方API的文档状态:"[O]urAPIonlyacceptspaddedBase64encodedstrings."什么是“填充的Base64编码字符串”以及如何在Ruby中生成它们。下面的代码是我第一次尝试创建转换为Base64的JSON格式数据。xa=Base64.encode64(a.to_json) 最佳答案 他们说的padding其实就是Base64本身的一部分。它是末尾的“=”和“==”。Base64将3个字节的数据包编码为4个编码字符。所以如果你的输入数据有长度n和n%3=1=>"=="末尾用于填充n%

  5. ruby - 解析 RDFa、微数据等的最佳方式是什么,使用统一的模式/词汇(例如 schema.org)存储和显示信息 - 2

    我主要使用Ruby来执行此操作,但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式,例如使用这个yaml文件,它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i

  6. ruby - 将数组的内容转换为 int - 2

    我需要读入一个包含数字列表的文件。此代码读取文件并将其放入二维数组中。现在我需要获取数组中所有数字的平均值,但我需要将数组的内容更改为int。有什么想法可以将to_i方法放在哪里吗?ClassTerraindefinitializefile_name@input=IO.readlines(file_name)#readinfile@size=@input[0].to_i@land=[@size]x=1whilex 最佳答案 只需将数组映射为整数:@land边注如果你想得到一条线的平均值,你可以这样做:values=@input[x]

  7. ruby - 为什么 4.1%2 使用 Ruby 返回 0.0999999999999996?但是 4.2%2==0.2 - 2

    为什么4.1%2返回0.0999999999999996?但是4.2%2==0.2。 最佳答案 参见此处:WhatEveryProgrammerShouldKnowAboutFloating-PointArithmetic实数是无限的。计算机使用的位数有限(今天是32位、64位)。因此计算机进行的浮点运算不能代表所有的实数。0.1是这些数字之一。请注意,这不是与Ruby相关的问题,而是与所有编程语言相关的问题,因为它来自计算机表示实数的方式。 关于ruby-为什么4.1%2使用Ruby返

  8. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx? - 2

    我的瘦服务器配置了nginx,我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例,但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点? 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器,例如server{listen80;server

  9. Ruby 写入和读取对象到文件 - 2

    好的,所以我的目标是轻松地将一些数据保存到磁盘以备后用。您如何简单地写入然后读取一个对象?所以如果我有一个简单的类classCattr_accessor:a,:bdefinitialize(a,b)@a,@b=a,bendend所以如果我从中非常快地制作一个objobj=C.new("foo","bar")#justgaveitsomerandomvalues然后我可以把它变成一个kindaidstring=obj.to_s#whichreturns""我终于可以将此字符串打印到文件或其他内容中。我的问题是,我该如何再次将这个id变回一个对象?我知道我可以自己挑选信息并制作一个接受该信

  10. ruby - ruby 中的 TOPLEVEL_BINDING 是什么? - 2

    它不等于主线程的binding,这个toplevel作用域是什么?此作用域与主线程中的binding有何不同?>ruby-e'putsTOPLEVEL_BINDING===binding'false 最佳答案 事实是,TOPLEVEL_BINDING始终引用Binding的预定义全局实例,而Kernel#binding创建的新实例>Binding每次封装当前执行上下文。在顶层,它们都包含相同的绑定(bind),但它们不是同一个对象,您无法使用==或===测试它们的绑定(bind)相等性。putsTOPLEVEL_BINDINGput

随机推荐