C++ 定义静态全局数组以避免在函数中定义它

我刚刚开始使用一段代码，作者声称这段代码是“高度优化的”。在某些时候，他们会这样做：

namespace somename 
{ 
  static float array[N]; 
} 

float Someclass::some_function(std::vector<float>& input) 
{
  // use somename::array in some way 
  return result; 
}

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期望性能下降是否合理？换句话说，在许多不同的系统和编译器中，作者的优化（使用全局数组而不是函数中的数组）是否会明显提高性能

唯一的区别是，“数组”是全局分配的（如果声明为静态的），如果在函数体中声明，它将在堆栈上“分配”。这里真正重要的是数组的大小（N）。 如果它是一个大数组，您可以让它保持静态，因为您可能无法在堆栈上声明它。 第三种选择是动态分配它（heap，带有new关键字）。然而，所有这些假设都不会真正影响函数本身的性能，因为一旦分配，这些方法中的任何一种都不会有开销。

因为数字很重要：

./trial2.out 59.08s用户0.01s系统88%cpu 1:07.01总计

/试用59.40s用户0.00s系统99%cpu总计59.556

源代码：（带有注释和测试的备用代码）

所以，没有区别。汇编时使用：

gcc version 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-46)

在函数中使用非静态数组时的时间结果：

./trial.out  57.32s user 0.04s system 97% cpu 58.810 total

./trial.out  57.77s user 0.04s system 97% cpu 59.259 total

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同样，没有区别。因为当您使用数组时，它是函数堆栈的一部分，而不是堆，所以每次调用函数时保留内存不会产生任何开销。如果您使用动态分配，情况将完全不同（在这种情况下，我确实怀疑性能会有巨大差异）。

也许您没有注意到差异，但有一个！使用

static

关键字，数组存在于程序的数据段中，并保持整个运行时。如果没有

static

关键字，数组将驻留在堆栈中，并在每次调用函数时进行初始化。不过，堆栈版本可能是更好的选择，因为它具有更好的局部性，因此缓存未命中率更低。你必须衡量在你的情况下哪个版本更好。在我的例子中（一个数组有69个64位数字，另一个二维数组有48*12个字符），静态版本的速度要快得多。

你为什么认为这是一个优化？你是说“序列化”而不是“消毒”？@DavidSchwartz嗯，我不确定是不是，作者们似乎这么认为。我会这样假设，因为它不需要函数每次调用时都重建数组。另一方面，大多数现代编译器可能足够聪明，可以围绕这一点进行优化。这是一个静态声明。它不会在每次调用时重建，因此从本质上讲，似乎没有任何理由相信这是一种优化。我不确定“重建”阵列是什么意思。如果保存了一些工作，我看不到。因此，如果在函数中分配了数组，则可能不会影响性能？因为它是一个静态数组，所以不完全在函数中分配。所以不。。。不会影响性能的，很好。但是我尝试使用静态数组（您在两个函数中都使用了静态数组），因此实际的比较略有不同。您是如何获得这里的时间输出的？我使用UNIX

time

命令获得时间输出：谢谢，我只是自己尝试过（在trial2中没有声明数组是静态的）两次试验的结果都是一样的。你用了什么优化方法？我刚意识到这可能没有任何意义。哇。。。我没有遵循基准测试的第一条规则：启用所有优化。通过对源代码进行一些小的修改，我得到了几乎相同的结果。但那是-O0。有了-O3，静态版本的速度快了2个数量级。

./trial.out  57.32s user 0.04s system 97% cpu 58.810 total

./trial.out  57.77s user 0.04s system 97% cpu 59.259 total