std::unique_ptr operator[] 与 raw ptr 动态数组 operator[]

Question

我有以下代码示例：

void foo(int size)
{
    std::unique_ptr<uint8_t[]> data = std::make_unique<uint8_t>(size);
    for(int i = 0; i < size; i += 2)
    {
        data[i] = 1;
        data[i + 1] = 2;
    }
}

实际代码进行实际计算，但这对这个问题无关紧要，为简单起见已将其删除。

在编译和运行启用优化的代码时，一切都运行良好并且运行速度很快。然而，当运行没有任何优化时，这段代码比：

慢得多

void foo(int size)
{
    std::unique_ptr<uint8_t[]> data = std::make_unique<uint8_t>(size);
    uint8_t* dataPtr = data.get();

    for(int i = 0; i < size; i += 2)
    {
        dataPtr[i] = 1;
        dataPtr[i + 1] = 2;
    }
}

为了对此进行更多研究，我运行通过编译器资源管理器 (godbolt.org) 使用此动态数组对索引运算符进行了多种变体。使用 clang 和 -O3 优化进行编译，所有变体都会产生相同的程序集。然而，在没有任何优化的情况下编译，unique_ptr 唯一的示例调用了 unique_ptr operator[]，这似乎是导致速度下降的原因。

为什么 unique_ptr 的 operator[] 没有优化会慢很多？从文档中我看到 operator[] 应该等同于 unique_ptr.get()[]。它是否在没有优化的情况下进行一些安全检查？如果有，是哪些？

Answer 1

如果不进行优化，调用 operator[] 并将索引作为参数传递会产生开销。通过优化，编译器可以内联整个函数以避免调用函数的开销（并且由于它导致相同的汇编，你已经知道性能将是相同的）。

这是 profiling/benchmarking 没有优化会导致错误结果的众多原因之一：零成本抽象将产生在您的生产构建中通常不会产生的成本。

std::unique_ptr operator[] 与 raw ptr 动态数组 operator[]

std::unique_ptr operator[] vs. raw ptr dynamic array operator[]

c++

indexing

optimization

performance

unique-ptr