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c++ - 高效运营商+

coder 2023-11-16 原文

我必须计算大量 3d vector 的总和，使用具有重载 operator+ 和 operator* 的 vector 类与单独组件的总和的比较表明性能差异大约为三分之一。我知道假设差异一定是由于重载运算符中对象的构造所致。

如何避免构造并提高性能？

我特别困惑，因为下面是 afaik 基本上是标准的方法，我希望编译器对此进行优化。在现实生活中，求和不会在循环内完成，而是在相当大的表达式(预执行总计数十 MB)中对不同的 vector 求和，这就是下面使用 operator+ 的原因。

class Vector 
{
   double x,y,z;
   ...
   Vector&  
   Vector::operator+=(const Vector &v)
   {
       x += v.x;
       y += v.y;
       z += v.z;
       return *this;
   }

   Vector  
   Vector::operator+(const Vector &v)
   {
       return Vector(*this) += v; // bad: construction and copy(?)
   }

   ...
}

// comparison
double xx[N], yy[N], zz[N];
Vector vec[N];

// assume xx, yy, zz and vec are properly initialized
Vector sum(0,0,0);
for(int i = 0; i < N; ++i)
{
    sum = sum + vec[i];
}

// this is a factor 3 faster than the above loop
double sumxx = 0;
double sumyy = 0;
double sumzz = 0;
for(int i = 0; i < N; ++i)
{
    sumxx = sumxx + xx[i];
    sumyy = sumyy + yy[i];
    sumzz = sumzz + zz[i];
}

非常感谢任何帮助。

编辑: 谢谢大家的大力投入，我现在的表现处于同一水平。 @Dima，尤其是@Xeo 的回答起到了作用。我希望我可以将不止一个答案标记为“已接受”。我也会测试其他一些建议。

最佳答案

This文章对如何优化运算符(如 +、-、*、/ 进行了非常好的论证。< br/=""> 根据 operator+= 将 operator+ 实现为一个自由函数:

Vector operator+(Vector lhs, Vector const& rhs){
    return lhs += rhs;
}

注意 lhs Vector 是一个拷贝而不是一个引用。这允许编译器进行优化，例如复制省略。
文章传达的一般规则:如果需要拷贝，请在参数中执行，以便编译器进行优化。本文未使用此示例，而是使用 operator= copy-and-swap 习语。

关于c++ - 高效运营商+，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/5046096/

amp运营商codeVectoroperatorc++operator-overloading

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