C++ 虚拟函数的开销测试

我设置了一个（可能是非常不科学的）小测试来确定单级单继承中虚拟函数的开销，当以多态方式访问派生类或直接访问派生类时，我得到的结果完全相同。有点令人惊讶的是，当任何函数被声明为虚函数时，所引入的计算时间的数量级（见下面的结果）

在声明成员函数时是否会有如此大的开销？为什么即使直接访问派生类，它仍然存在

代码如下：

class base
{
public:
    virtual ~base() {}
    virtual uint func(uint i) = 0;
};

class derived : public base
{
public:
    ~derived() {}
    uint func(uint i) { return i * 2; }
};

uint j = 0;
ulong k = 0;
double l = 0;
ushort numIters = 10;
base* mybase = new derived;  // or derived* myderived = ...

for(ushort i = 0; i < numIters; i++)
{
  clock_t start2, finish2;
  start2 = clock();

  for (uint j = 0; j < 100000000; ++j)
        k += mybase->func(j);

  finish2 = clock();
  l += (double) (finish2 - start2);
  std::cout << "Total duration: " << (double) (finish2 - start2) << " ms." << std::endl;

}

std::cout << "Making sure the loop is not optimized to nothing: " << k << std::endl;
std::cout << "Average duration: " << l / numIters << " ms." << std::endl;

类基
{
公众：
虚拟~base（）{}
虚单位函数（单位i）=0；
};
派生类：公共基
{
公众：
~derived（）{}
uint func（uint i）{返回i*2；}
};
uint j=0；
ulong k=0；
双l=0；
ushort numIters=10；
base*mybase=新派生；//或派生*myderived=。。。
对于（ushort i=0；ifunc（j）；
finish2=时钟（）；
l+=（双）（完成2-开始2）；
std：：cout直接访问它与间接访问它做同样的工作

当您在
myderived
上调用函数时，存储在那里的指针可能指向从
derived
派生的某个类的某个对象。编译器不能假定它确实是
派生的
对象，它可能是重写虚拟函数的另一个派生类的对象，因此需要虚拟f函数分派与mybase中的函数分派类似。在这两种情况下，函数在调用前都会在虚拟函数表中查找

要以非多态方式调用函数，请不要使用指针：

derived myderived;
myderived.func(1); 

当您删除虚拟函数时，编译器可以内联函数调用，这样您基本上会得到一个简单的循环：

for (uint j = 0; j < 100000000; ++j)
    k += i * 2;

for（uint j=0；j<100000000；++j）
k+=i*2；

这要快得多，因为您节省了100000000个函数调用的开销，而且编译器甚至可以进一步优化循环，如果循环中有函数调用的话，就不会这样了

还要注意的是，如果函数做了一些实际工作，内联版本和虚拟函数调用之间的差异就会小得多。在本例中，函数体几乎不花费任何时间，因此调用函数的成本大于执行函数体的成本。
虚拟函数基本上不需要任何成本。大多数真实函数性能问题是由不必要的繁杂调用树造成的，这些调用树所做的事情是您永远猜不到的

我找到它们的方法是在调试器下暂停应用程序几次，并检查使用该方法获得43倍加速的状态，包括调用堆栈。
似乎您正在同时计算继承+虚拟函数的成本。您应该测试在没有任何虚拟函数的情况下实例化派生类，以及also基类。为什么要使用
new
？在堆栈上实例化对象会更简单…在这种情况下，这绝对不会有什么不同。如果通过指针访问，则会产生相同的开销。我明白了，谢谢。你说的很有道理。同意你的观点，函数的工作量太少。比例明显有偏差这里，但知道函数调用开销是很好的。因此，基本上，在一天结束时，一旦你声明一个函数为虚拟函数并通过指针使用它，你几乎已经付出了使用虚拟函数的全部代价。s/编译器不能假设它真的是派生的/编译器不假设它真的是派生的/这是可能的，是吗因为没有更多派生类（注：需要整个程序优化）我试图删除指针，但速度比使用它慢。@YohaiïBerreby您需要实际记录您所做的操作，以获得对其速度较慢原因的解释。这可能是多种原因——但在最简单的层面上，如果操作错误，每次迭代都可能会生成对象副本/切片，而指针则不会容易受到影响这将是代码中的一个问题，不支持/反对静态或动态调度。谢谢Mike，这是一个很棒的方法。