C K&；R将练习问题转换为关于原始问题的答案

我一直在努力寻找K&R问题7-8的解决方案，直到我在这个网站上找到了答案。我无法对答案发表评论（可能是因为它的年龄）；在这个问题上，我唯一能真正获得意见的方法就是发布一个答案，我觉得这是不合适的。因此，我决定根据所选的“答案”创建一个高度相关的问题，这对我来说似乎是合乎逻辑的，直到我说到这一点（关于将函数实现为宏）：

“经常以宏的形式重复这一点，“节省空间”很快成为成本，因为位屏蔽具有固定的大小。”

唯一的问题是函数调用也需要时间。“跳转”到函数位置，为局部变量留出存储空间，然后实际计算比较，所有这些都需要时间

那么，实现一个测试字符ASCII值的宏要比第一个包含查表功能的宏慢多少呢

一个函数调用比比较两个整数（其中一个已经在内存中，另一个是常量）花费的时间要少，这怎么可能呢？在我看来，随着时间的推移，反复调用函数和宏仍然会导致宏速度加快

我的思维方式错了吗？我想应该是，因为它不是在最初的问题中提出来的

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如果有人能解释一下，我会很高兴的。

首先，请注意他们提到的成本是尺寸，而不是速度。例如，假设宏扩展到16字节的代码。让我们进一步假设该函数编译为32字节的代码，调用该函数需要6字节的代码（当然，这些都不是保证的，但它们可能至少都是正确的32位代码）

在这种情况下，如果您使用一个函数，但只从一个位置调用它，那么最终将得到38字节的代码。如果改用宏，只会得到16字节的代码，节省22字节。如果你在两个地方使用宏，你会得到32字节的代码，而如果你使用函数，会得到44字节的代码——这仍然是一个节省，但更小。向前跳一点，假设您在代码中的10个不同位置使用了它。在这种情况下，宏将占用160字节，但函数只占用92字节

在现代处理器上，我还可以看到一个相当合理的论点，即函数也可以更快。大多数现代处理器都使用缓存。如果您使用的函数足够多，以至于调用时它通常会在缓存中，那么这可能比使用宏要快，在宏中，每次使用代码时，您（更）可能需要再次从内存中获取代码。原因很简单：现代处理器的运行速度比内存快得多

即使充其量，您也可以计划至少50纳秒的延迟来从内存中获取一些数据（75-100纳秒是相当常见的）。我们假设平均值为75纳秒。一个典型的现代CPU每时钟执行约1.8条指令，在（比如）2.5 GHz时，时钟周期时间为0.4 ns。这意味着在75纳秒内，它（平均）可以执行75/0.4*1.8=337.5条指令。调用、执行和返回一个函数，就像我们在这里讨论的那样，大约有六条指令——因此在一个紧密的循环中，当你从内存中取出宏的代码时，你可以从缓存中执行函数大约56次

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当然，如果在紧循环中仅执行该宏，则宏也将在大部分时间处于缓存中。当您从代码中足够多的不同位置调用该函数时，该函数的优势就会出现，即使在循环的第一次迭代中，它通常也会在缓存中，而宏通常不会这样做。

谢谢您的回答。最初的问题暗示有不同的选择，要么节省空间，要么节省时间（我认为这意味着速度）。放弃循环（尽管在这个意义上你是正确的），让我们来谈谈手头的函数（isupper）。假设对这个函数的调用是随机的，分散在整个程序中（这样它的代码就不会在缓存中），考虑到调用“实”函数的时间，纯函数实现（实现表查找）会比宏（实现ASCII比较）快吗，或者会是另一种情况吗？@Kevin，如果函数很少被使用，以致于将其描述为“稀疏分散”，那么它几乎肯定不是瓶颈，甚至不是对运行时间的显著贡献。小心不要落入过早优化的陷阱。@Kevin，该函数还有另一个优点。这是一个标准的库例程，在现代系统上由DLL或.so提供。这意味着包含此函数及其查找表的页面可以在物理内存中存在一次，但可以被任意数量的进程使用。一个进程中的性能可能会受到所有其他进程的影响，这些进程会对其进行搔痒，将页面保留在物理内存中，甚至可能将相关位保留在缓存中。这可能很难分析。@RBerteig:谢谢你的分析。我很清楚，函数实现显然是“真实世界使用”的正确方式，但我更多的是指某种“实验室测试”，它只是比较两种选择，而没有缓存和其他过程等因素（我相信这也是K&R问题的目的）。我想我想要的是：“纯粹的函数，即使有调用时间，也比ASCII比较快”，但我不明白这怎么可能是真的。尽管如此，还是有很好的答案。欢迎有更多想法！