C++ std:：映射（和族）查找性能问题

我正在编写一个位域抽象类，它围绕一个32位的内存块u32=unsigned int，并提供对该内存中各个位或范围的访问

为了实现这一点，我使用了一个std:：map，其中唯一键是指向表示助记符的C字符数组的指针，而不是std:：string，值是一个包含位字段属性（如助记符、起始位置、长度、初始值和字段值）的结构。所有这些属性都是常量，并在启动时定义，但字段值除外，该字段值仅在基础u32值更改时更改。 还要注意：我刚刚将助记符指针值重新用作唯一键

这在模拟器中使用，其中每秒调用多次getBitfieldValue（返回只读位字段值）

在使用-O2和我能找到的任何速度优化编译和分析VS 2015 update 3下的代码时，它显示getBitfieldValue函数，以及通过扩展std:：find占用了大约60-70%的总cpu时间。。。太慢了

我尝试过使用其他映射实现，如Boost:：flat_映射、google:：dense_hash_映射或std:：unordered_映射，虽然它们有些帮助，但仍然太慢了~50-60%

我的猜测是，我使用映射的目的是错误的，但考虑到只有5-20位的映射较小的查找大小，我不确定。。。只是看起来太慢了。大部分时间也会花在查找同一字段上

相关类源代码可在此处找到：

启动时如何初始化映射的示例仅一次性运行：

struct Fields
{
    static constexpr char * ADDR = "ADDR";
    static constexpr char * SPR = "SPR";
};
ExampleClass() // constructor
{
    // registerField(mnemonic, start position, length, initial value)
    registerField(Fields::ADDR, 0, 31, 0);
    registerField(Fields::SPR, 31, 1, 0);
}

以及如何以只读方式访问字段值：

// getFieldValue definition.
const u32 & BitfieldMap32_t::getFieldValue(const char* fieldName)
{
    return mFieldMap.find(fieldName)->second.mFieldValue;
}

// Field access.
const u32 value = ExampleClassPointer->getFieldValue(Fields::ADDR)

关于如何减少查找时间有什么想法吗？或者我需要同时更改实现吗？

IIUC，使用字典std:：map或std:：unordered\u map是一种巨大的过度使用。也许您应该使用以下方法：

该类应该只是一个整数或至多一个std:：bitset的内部存储的包装器

助记符应该是枚举，而不是std:：strings

在内部，让一个std:：vector有效地将每个枚举值映射到。如果您使用的是c++11枚举，请参阅如何将枚举值转换为std:：vector中的位置

每个操作只需获取助记符，通过索引查找位掩码，并将其应用于内部存储器

IIUC，使用字典std:：map或std:：unordered_map是一种巨大的过度使用。也许您应该使用以下方法：

该类应该只是一个整数或至多一个std:：bitset的内部存储的包装器

助记符应该是枚举，而不是std:：strings

在内部，让一个std:：vector有效地将每个枚举值映射到。如果您使用的是c++11枚举，请参阅如何将枚举值转换为std:：vector中的位置

每个操作只需获取助记符，通过索引查找位掩码，并将其应用于内部存储器

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为什么不使用std:：bitset呢？所以您测量了您的代码使用了多少CPU。但是，它真的很慢吗？CPU或运行时的百分比与它是否真的足够快无关。您的程序的运行时间是多少？它必须等待用户输入吗？如果用户输入了什么，用户是否需要等待超过几毫秒？用户需要等待多长时间？任何少于半秒钟的事情实际上都是瞬间发生的。你真的想在0.4秒而不是0.5秒的时间里把事情复杂化吗？也许你应该考虑使用STD：：unOrdEdjPad，它使用散列，并且应该更快，而std:：map使用二进制搜索。如果您确实有5-20个位域映射，那么您可能会发现向量上的线性迭代比不同类型的映射工作得更快。1。我不确定你所说的使用std:：bitset是什么意思——至少我必须在这个范围内执行一次迭代，因为它没有内置范围操作符。2.是的，它和现实世界中的表现一样慢。模拟CPU的运行频率约为300 MHz，目前我非常怀疑它是否接近这一频率。最终将应用用户输入。3.已经尝试过std:：无序的_映射，没有明显的帮助。4.如果没有其他帮助的话，我也可以按照其中一个答案的建议尝试一下。为什么不使用std:：bitset呢？所以您测量了您的代码使用了多少CPU。但是，它真的很慢吗？CPU或运行时的百分比与它是否真的足够快无关。您的程序的运行时间是多少？它必须等待用户输入吗？如果用户输入了什么，用户是否需要等待超过几毫秒？用户需要等待多长时间？任何少于半秒钟的事情实际上都是瞬间发生的。你真的想把事情复杂化，可能在0.4秒而不是0.5秒内运行吗？也许你应该考虑使用ST。

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d:：unordered_映射使用散列，应该更快，而std:：map使用二进制搜索。如果您确实有5-20个位域映射，那么您可能会发现向量上的线性迭代比不同类型的映射工作得更快。1。我不确定你所说的使用std:：bitset是什么意思——至少我必须在这个范围内执行一次迭代，因为它没有内置范围操作符。2.是的，它和现实世界中的表现一样慢。模拟CPU的运行频率约为300 MHz，目前我非常怀疑它是否接近这一频率。最终将应用用户输入。3.已经尝试过std:：无序的_映射，没有明显的帮助。4.如果没有其他帮助，我也可以按照其中一个答案的建议尝试。正如我在评论中提到的，我不确定std:：bitset在需要迭代位集时对性能有何帮助，因为它不提供范围函数，也不总是单位。我将尝试enum和vectors的组合，看看效果如何。@marco9999我将进一步了解您的代码。在任何情况下，我建议您考虑用枚举替换STD::String助记符。最后使用STD:：vector和有序索引键，从0个EnUM/int开始。效果更好。“我猜这张地图太夸张了。”马可9999很高兴它帮了你。很抱歉，我没有机会进一步了解您的代码工作，您知道。。。。最好的。正如我在评论中提到的，当我需要迭代一个位集时，我不确定std:：bitset对性能有什么帮助，因为它不提供范围函数，也不总是单个位。我将尝试enum和vectors的组合，看看效果如何。@marco9999我将进一步了解您的代码。在任何情况下，我建议您考虑用枚举替换STD::String助记符。最后使用STD:：vector和有序索引键，从0个EnUM/int开始。效果更好。“我猜这张地图太夸张了。”马可9999很高兴它帮了你。很抱歉，我没有机会进一步了解您的代码工作，您知道。。。。祝你一切顺利。