C++对象模型——函数的效能(第四章)

4.3 函数的效能

    在以下的这组測试中,在不同的编译器上计算两个3D点,当中用到一个nonmember friend function,一个member function,以及一个 virtual member function,而且 virtual member function分别在单一,虚拟,多重继承三种情况下运行.以下就是nonmember function:

void cross_product(const Point2d &pA, const Point3d &pB) {
	Point3d pC;
	pC.x = pA.y * pB.z - pA.z * pB.y;
	pC.y = pA.z * pB.x - pA.x * pB.z;
	pC.z = pA.x * pB.y - pA.y * pB.x;
}

main()函数看起来像这样(调用的是nonmember function):

main() {
	Point3d pA(1.725, 0.875, 0.478);
	Point3d pB(0.315, 0.317, 0.838);                                                                               
	
    for (i = 0; i < 10000000; i++) {
		pA.cross_product(pA, pB);
    }
	return 0;
}

假设调用不同形式的函数,測试出的结果也是不同的.
    在单一继承时情况下运行这项測试时,每多一层继承,virtual function的运行时间就有明显的添加.原因是:无论单一继承的深度怎样,主循环中用以调用函数的码其实是全然同样的;同样的道理,对于坐标值的处理也是全然同样的,其间的不同,就是cross_product()中出现的局部性Point3d class object pC.于是default Point3d constructor被调用了一千万次.添加继承深度,就多添加运行成本,这一事实反映出pC身上的constructor的复杂度.这也可以解释为什么多重继承的调用另有一些额外负担.
    导入 virtual function后,class constructor将获得參数以设定 virtual table指针.每多一层继承,就会多添加一个额外的vptr设定.此外,以下这个測试操作会插入到constructor中,以回溯兼容C++2.0:

// 在每个base和derived class constructor中被调用
if (this || this = new(sizeof(*this))
	// user code goes here

在导入 new 和 delete 运算符之前,承担 class 内存管理的唯一方法就是在constructor中指定 this 指针. 
    在这些编译器中,每个额外的base class 或额外的单一继承层次,其constructor内会被增加还有一个对 this 指针的測试.若运行这些constructor一千万次,效率就会因此下降至能够測试的程度.
    局部性的pC class object即使未被使用,它还是须要一个constructor--可是能够经由消除对局部对象的使用,而消除其constructor的调用操作.