c - memset 的速度 vs 直接赋值给零

Question

请考虑下面的结构定义。

struct xyz {
  char a;
  void *ptr;
  uint16_t num1;
  uint32_t num2;
  uint64_t num3;
};

我可以通过以下 3 种方式之一将此结构的实例初始化为零。

1. 申报时

   struct xyz instance = { 0 };
   

2. 有时在使用 C-99 功能声明它之后。

   instance = (const struct xyz) { 0 };
   

3.memset (&instance, 0, sizeof (struct xyz));

一个典型的 C 结构可能有一些由编译器添加的填充以用于对齐目的。因此 memset 会将填充字节也初始化为零。

我的问题是:

一般来说，用上面的方法一或方法二初始化会比方法三快吗？节省多少 CPU 周期并不重要，我只是好奇 1 和 2 是否比 3 快。

Answer 1

这是实现质量问题。

^{(顺便说一句，在纯理论中，实现可能有一个 NULL 指针，它不是全零位字；对于这种情况，您的 §3 的语义不同于§1 或 §2；但实际上，当今大多数常见的处理器都有一个线性虚拟地址空间，并且它们的 NULL 指针是一个全零位的字)}

最近 GCC启用优化(例如 gcc -O2)的编译器(至少在通常的 x86-64 处理器上)可能会生成相同(或非常相似)的机器代码(因为memset 被扩展为 __builtin_memset，它被专门编译并经常被内联)，所以使用 memset 在实践中不会变慢(由于矢量化甚至可能变得更快，例如 AVX 机器指令)

您可以查看使用例如生成的汇编代码gcc -S -fverbose-asm -O2 -march=native

^{(在某些情况下，特别是当 struct xyz 有数百个字段时，编译器甚至会为您的情况 1 和 2 合成对 memset 的调用! )}

In general, will initialization by method 1 or 2 above be faster than method 3?

在实践中，答案通常是否定的(所以更喜欢最可读的方法)。如果您非常关心，请对您的代码进行基准测试。

^{(不要忘记开发时间也需要花费金钱；在许多情况下，您的人工时间比您可能赢得的几个 CPU 纳秒更有值(value)，而且通常不会)}