C++ boost:：dynamic_位集比std:：位集慢，除非重置std:：位集

我最近遇到了位集模板，非常想在我当前的项目中使用它们。继续阅读，我发现

std:：bitset

模板必须在编译时确定大小。许多人建议使用

boost:：dynamic_位集

来缓解这一需求

为了比较这两种方法，我决定对

set

、

flip

和

count

方法进行速度比较

结果很奇怪……我想知道是否有人能帮我解释一下

代码在文章的末尾，但我会解释我在这里做什么。我有一个

std:：bitset

对象（称之为

bs

）和一个

boost:：dynamic_bitset

对象（称之为

dynbs

）。每个都有

n=1000000

位。对于上面给定的方法，按顺序调用每个

n

位上的方法，并重复该

R=10000

次

使用

std:：chrono

库，以下是以纳秒为单位的计时：

set
位集：267纳秒
动态位集：18603174546 nsecs
轻弹
位集：73纳秒
动态位集：18842352867 nsecs
计数
比特集：77纳秒
动态位集：51纳秒

boost:：dynamic_位集

对于

set

和

flip

来说似乎要慢得多

为了让它更有趣，如果在运行这些测试之前对两个对象调用了方法

reset

，那么计时是可比较的。这是：

set
位集：19397779399 nsecs
动态位集：18472863864 nsecs
轻弹
位集：18599248629 nsecs
动态位集：18376267939 nsecs
计数
位集：68纳秒
动态位集：61纳秒

现在，两个容器都声明将所有位初始化为

0

，因此调用

reset

不应更改任何位。在

reset

之前和之后转储

none

的输出会确认这一点

所以在这之后，我有两个问题：

1） 为什么调用

set

和

flip

时

boost:：dynamic_位集

比

std:：位集

慢得多

2） 为什么调用

reset

会对

std:：bitset

的速度产生巨大的负面影响

这是我的密码：

#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
#包括
使用名称空间std；
使用名称空间计时；
使用名称空间boost；
int main（）{
常量无符号整数n=1000000；
位集bs；
动态位集<>dynbs（n）；
//重置（）；
//dynbs.reset（）；
无符号整数i，r，r=10000；
高分辨率时钟：时间点滴答滴答；
////////////////////////////////////////////////////////////
//方法：集合
std：：cout好吧，看起来T.C.有解释

位集上的所有设置和翻转（以及计数）都已完全优化
出去

装配代码中提供了一个链接，以显示以下内容：

通过返回三种不同方法的值并将它们添加到另一个变量中，成功了，现在看来这是一场公平的斗争（正如T.C.所建议的）

1） 为什么
boost:：dynamic_位集
比
std:：bitset
调用set和flip时

由于
std:：bitset
不使用动态分配，并且您的
bitset
是一个局部变量，因此编译器可以轻松确定所有
集
和
翻转
和
计数
都没有外部可见的效果。因此，它和您的代码基本上是一堆计时和打印ng打电话来

请注意，在上面的程序集中，它甚至没有为位集分配堆栈空间。整个过程基本上消失得无影无踪

boost:：dynamic_bitset
使用
new
动态分配其缓冲区，最终调用
：：operator new（）
，它可以是在不同翻译单元中定义的任意重载版本。因此，编译器很难证明对返回缓冲区的更改在外部是不可见的

您的
count
循环对于
std:：bitset
和
boost:：dynamic_bitset
都进行了优化，因为编译器可以很容易地看到
count（）
不会更改位集中的任何内容，并且您也不会使用返回值

2） 为什么调用
reset
会对移动速度产生巨大的负面影响
位集

我在GCC中检查了
reset
的源代码，它调用了一个编译器内部
\uuuu builtin\u memset
，将一个指向缓冲区的指针传递给它。当您将指向堆栈变量的指针传递给外部函数时，编译器在它可以删除的内容上受到了更大的限制，因为变量中的更改现在可能是外部的servable（例如，被调用的函数可能已将指针的副本存储在某个位置，稍后可以从中窥视）.
@T.C.那么，是不是我的测试太简单了？我想我不太清楚这意味着什么。我试图阅读汇编代码，但不太明白发生了什么。基本上。微基准很难编写。在这种情况下，如果在每个循环后添加要打印的代码，例如，
bs
，那么
设置
s和
>flip
s可能不会被优化掉。为了确保
count
调用不会被优化掉，请将返回值添加到一个变量中，然后打印出来。
dynamic_bitset
使用堆上的分配，编译器更难证明
set
和
flip
所做的更改会被优化掉隐形。@T.C.明白了。这很有道理。谢谢你澄清引擎盖下发生的事情。只是添加了一些