C++ &引用；“坏的”；GCC优化性能

我试图理解为什么在GCC中使用-O2-march=native比不使用它们时给出的代码要慢。 请注意，我在Windows7下使用的是MinGW（GCC4.7.1）

这是我的密码：

struct.hpp:

#ifndef STRUCT_HPP
#define STRUCT_HPP

#include <iostream>

class Figure
{
public:
    Figure(char *pName);
    virtual ~Figure();

    char *GetName();
    double GetArea_mm2(int factor);

private:
    char name[64];
    virtual double GetAreaEx_mm2() = 0;
};

class Disk : public Figure
{
public:
    Disk(char *pName, double radius_mm);
    ~Disk();

private:
    double radius_mm;
    virtual double GetAreaEx_mm2();
};

class Square : public Figure
{
public:
    Square(char *pName, double side_mm);
    ~Square();  

private:
    double side_mm;
    virtual double GetAreaEx_mm2();
};

#endif

#include <cstdio>
#include "struct.hpp"

Figure::Figure(char *pName)
{
    sprintf(name, pName);
}

Figure::~Figure()
{
}

char *Figure::GetName()
{
    return name;
}

double Figure::GetArea_mm2(int factor)
{
    return (double)factor*GetAreaEx_mm2();
}

Disk::Disk(char *pName, double radius_mm_) :
Figure(pName), radius_mm(radius_mm_)
{
}

Disk::~Disk()
{
}

double Disk::GetAreaEx_mm2()
{
    return 3.1415926*radius_mm*radius_mm;
}

Square::Square(char *pName, double side_mm_) :
Figure(pName), side_mm(side_mm_)
{
}

Square::~Square()
{
}

double Square::GetAreaEx_mm2()
{
    return side_mm*side_mm;
}

\ifndef结构水电站
#定义结构\u水电站
#包括
班级人数
{
公众：
数字（字符*pName）；
虚拟~Figure（）；
char*GetName（）；
双倍面积_mm2（整数系数）；
私人：
字符名[64]；
虚拟双GetAreaEx_mm2（）=0；
};
类别：公众人物
{
公众：
磁盘（字符*pName，双半径_mm）；
~Disk（）；
私人：
双半径_mm；
虚拟双GetAreaEx_mm2（）；
};
阶级广场：公众人物
{
公众：
正方形（字符*pName，双面_mm）；
~Square（）；
私人：
双面_mm；
虚拟双GetAreaEx_mm2（）；
};
#恩迪夫

struct.cpp:

#ifndef STRUCT_HPP
#define STRUCT_HPP

#include <iostream>

class Figure
{
public:
    Figure(char *pName);
    virtual ~Figure();

    char *GetName();
    double GetArea_mm2(int factor);

private:
    char name[64];
    virtual double GetAreaEx_mm2() = 0;
};

class Disk : public Figure
{
public:
    Disk(char *pName, double radius_mm);
    ~Disk();

private:
    double radius_mm;
    virtual double GetAreaEx_mm2();
};

class Square : public Figure
{
public:
    Square(char *pName, double side_mm);
    ~Square();  

private:
    double side_mm;
    virtual double GetAreaEx_mm2();
};

#endif

#include <cstdio>
#include "struct.hpp"

Figure::Figure(char *pName)
{
    sprintf(name, pName);
}

Figure::~Figure()
{
}

char *Figure::GetName()
{
    return name;
}

double Figure::GetArea_mm2(int factor)
{
    return (double)factor*GetAreaEx_mm2();
}

Disk::Disk(char *pName, double radius_mm_) :
Figure(pName), radius_mm(radius_mm_)
{
}

Disk::~Disk()
{
}

double Disk::GetAreaEx_mm2()
{
    return 3.1415926*radius_mm*radius_mm;
}

Square::Square(char *pName, double side_mm_) :
Figure(pName), side_mm(side_mm_)
{
}

Square::~Square()
{
}

double Square::GetAreaEx_mm2()
{
    return side_mm*side_mm;
}

#包括
#包括“struct.hpp”
图：：图（char*pName）
{
sprintf（名称，pName）；
}
图：：~图（）
{
}
char*Figure:：GetName（）
{
返回名称；
}
双位数：GetArea_mm2（整数系数）
{
返回（双）系数*GetAreaEx_mm2（）；
}
磁盘：：磁盘（字符*pName，双半径\u毫米\u）：
图（pName），半径×毫米（半径×毫米）
{
}
磁盘：：~Disk（）
{
}
双磁盘：：GetAreaEx_mm2（）
{
返回3.1415926*半径×毫米*半径×毫米；
}
正方形：：正方形（字符*pName，双面）：
图（pName），侧壁厚度（侧壁厚度）
{
}
正方形：：~Square（）
{
}
双正方形：：GetAreaEx_mm2（）
{
返回侧_mm*侧_mm；
}

main.cpp

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include "struct.hpp"

double Do(int n)
{
    double sum_mm2 = 0.0;
    const int figuresCount = 10000;
    Figure **pFigures = new Figure*[figuresCount];

    for (int i = 0; i < figuresCount; ++i)
    {
        if (i % 2)
            pFigures[i] = new Disk((char *)"-Disque", i);
        else
            pFigures[i] = new Square((char *)"-Carré", i);
    }

    for (int a = 0; a < n; ++a)
    {
        for (int i = 0; i < figuresCount; ++i)
        {
            sum_mm2 += pFigures[i]->GetArea_mm2(i);
            sum_mm2 += (double)(pFigures[i]->GetName()[0] - '-');
        }
    }

    for (int i = 0; i < figuresCount; ++i)
        delete pFigures[i];

    delete[] pFigures;

    return sum_mm2;
}

int main()
{
    double a = 0;
    
    StartChrono();      // home made lib, working fine
    a = Do(10000);
    double elapsedTime_ms = StopChrono();

    std::cout << "Elapsed time : " << elapsedTime_ms << " ms" << std::endl;

    return (int)a % 2;  // To force the optimizer to keep the Do() call
}

#包括
#包括
#包括“struct.hpp”
双Do（整数n）
{
双和_mm2=0.0；
const int figuresCount=10000；
图**P图=新图*[图计数]；
对于（int i=0；iGetArea _mm2（i）；
sum_mm2+=（双精度）（pFigures[i]->GetName（）[0]-'-'）；
}
}
对于（int i=0；i考虑到我没有看到汇编代码，我将推测如下：

 for (int i=0;i <10000 ; i+=2)
 {
       pFigures[i] = new Square(...);
 }
 for (int i=1;i <10000 ; i +=2)
 {
       pFigures[i] = new Disk(...);
 }

通过删除if子句并导致以下情况，可以（由编译器）优化分配循环：

 for (int i=0;i <10000 ; i+=2)
 {
       pFigures[i] = new Square(...);
 }
 for (int i=1;i <10000 ; i +=2)
 {
       pFigures[i] = new Disk(...);
 }

for（int i=0；i我怀疑您在Windows上的mingw/gcc/glibc组合中遇到了一个独特的问题，因为您的代码在Linux上进行优化时执行得更快，而gcc在Linux上更像是“在家里”

在使用gcc 4.8.2的相当普通的Linux虚拟机上：

$ g++ main.cpp struct.cpp
$ time a.out

real    0m2.981s
user    0m2.876s
sys     0m0.079s

$ g++ -O2 main.cpp struct.cpp
$ time a.out

real    0m1.629s
user    0m1.523s
sys     0m0.041s

…如果您真的通过删除
struct.cpp
并将实现全部内联移动，从而使优化器不再闪烁：

$ time a.out

real    0m0.550s
user    0m0.543s
sys     0m0.000s

[OT]：在构造函数中使用
const char*
而不是将
const char*
强制转换为
char*
；
是危险的……谢谢，我完全意识到这一点，因此，没有理由：）谢谢你的回答，这是一个完全可能的解释。但奇怪的是Visual Studio，相反，设法戏剧性地划分了执行时间，不是吗？此外，这是一个非常简单的情况，奇怪的是VS比GCC好得多。还在这里猜测。你的建议的结果（我只分配磁盘，循环中不再有任何条件）：未优化：1258毫秒优化：675毫秒（仍然比VisualStudio的条件更高…）似乎您的推测可能是正确的，但仍然没有解释为什么VS会这样做，也许VS会将for（int a…）循环移动到I循环中，而不是for（a）{for（I）{}你会得到一个for（i）{for（a）{}}，这应该更快。试着自己移动循环，看看结果是否更接近。我完全没有其他猜测：）。