C++ 如何改进作为类成员变量的智能指针的解引用

我的班级结构如下-

typedef std::shared_ptr<Inner> InnerPtr;
class Outer {
   private:
      const InnerPtr ptr_;

   public:
      Outer(const InnerPtr& ptr) : ptr_(ptr) {} 
      int calculate(int id) {
           return ptr_->calculate_other(id);
      }
}

我不确定这是否是最好的解决方案。我正在寻找改进

计算功能的建议

注意：假设传递给
Outer（）
的
ptr
是一个非空的共享指针
缓存对
内部
对象的引用没有任何改进，因为在所有现有实现中，引用都是作为指针实现的。基本上，您只是复制了
shared_ptr
中的指针，并增加了
Outer
对象的大小

除非您能够将
内部
直接缓存为
外部
的成员，或者至少缓存其数据的某个重要子集，否则您几乎无能为力。您必须重新考虑
内部
和
外部
类的设计，以及是否可以合并它们

需要考虑的另一点是，是否有可能优化代码的内存访问模式。例如，如果有一个
外部
对象的列表，在该列表上调用
计算
，那么如果每个
内部
对象是单独分配的，则对
内部
对象的访问可能是不可预测的。如果这些对象在连续缓冲区中线性分配（例如，在的
向量中，通过使用自定义内存分配器），则可以提高性能

当然，正如其他人所建议的，您应该对代码进行配置，以查看该代码是否实际上是瓶颈，以及是否有任何更改实际上提高了性能。
 < P>引用通常是在C++硬件级别上实现的指针，当它不能完全删除时（因为逻辑上它是别名）。从类的主体中删除引用是非常困难的；我不知道有编译器会尝试（在某些情况下可能完全消除类实例除外）

就生成的程序集而言，遵循
内部常量和
与
共享的\u ptrconst
之间的区别基本上是没有的

现在，您误解了
const
的工作原理
const-InnerPtr
是指向非常量值的常量指针，而
const-Inner&
是对常量值的引用。但我想这不是故意的

现在，一个
Foo&
类似于一个
Foo*const
，因此顶级
const
可能会以某种方式导致一些优化；您不允许更改任何一点的位置。这可能导致编译器能够证明
Foo&
在两位代码中引用同一对象，而不能证明
Foo*
引用同一对象

但是，在您的示例中，您有一个
常量共享\u ptr
，它也有顶级
常量

一般来说，过早优化是万恶之源。但过早悲观也是如此（与优化相反）。跟随智能指针并不是过早的按下初始化，而您的参考优化就是过早优化的一个例子。当你已经确定了性能瓶颈时，你只应该考虑做出这种改变。


老实说，当您从右值共享ptr构建
Outer
类时，您更可能遇到由构造函数中无关引用计数增加引起的问题，而不是您所识别的问题。此外，额外的原子引用计数将是一种扩散性的减速，因为原子操作同步不会导致代码运行时的大部分减速，而是破坏CPU缓存，使程序的其余部分变慢

因此，改变这一点：

explicit Outer(InnerPtr ptr) : ptr_(std::move(ptr)) {} 

消除悲观情绪；现在：

Outer outer( GenerateInnerPtr() );

是否比以前减少了1个引用计数的增加和减少，并且没有其他情况导致更多引用计数的增加/减少。
首先：

过早优化是编程中所有罪恶（或至少大部分）的根源

这句话很重要，因为人们往往错误地理解是什么让程序变慢，什么让程序变快

第二：
让我们假设间接的方法会使程序变慢。那么最大的问题是：你需要间接性吗？你的问题没有明确的答案。原因是生命周期管理还是对象多态性？我强烈地认为，如果你能在脑海中进行这些优化，你就能完全消除间接性

第三：
我认为更重要的是编译器是否能够内联所有的计算函数调用。因此，内部类的定义看起来如何也很重要。这就是为什么总是发布一篇文章的原因之一

第四：
如果您仍然真正关心您的程序的性能配置文件，那么您也可以使用它

更新，第五：
我忘了提到：算法复杂度通常是性能差的更大问题，意思是：你会循环几次吗？你的循环是嵌套的吗？您可以在创建之前或创建时计算它吗？你能缓存值吗

我不确定这是否是最好的解决方案

可能不会。只要您使用一个优化程序，通过引用间接定向与通过共享指针间接定向一样昂贵，因此您不一定要保存任何东西，而您通过使类不可分配来支付费用，并且通过存储两次地址来简单地增大容量。
“我认为这会对性能产生影响”我强烈建议在采取行动之前先测试这个假设。首先对整个程序进行基准测试和概要分析。再次优化顶部两个（或可能三个）瓶颈和工作台/剖面。最多这样做几次，你的表现应该“足够好”。我怀疑你会在优化过程中的任何地方遇到这样的指针解除限制优化
Outer outer( GenerateInnerPtr() );