c++ - 在函数中再分配一个变量会大大增加执行时间

Question

我的程序遇到了一些奇怪的行为。我有一个在执行过程中被调用很多的函数，当我在这个函数中再声明一个 double 变量时，程序运行速度慢了 10 倍。这是函数代码:

    void MazeWall::goSomewhere( WallInfo &caller )
    {   
        double slowDown = 0;

        bool possibleWays[numberOfDirections];    
        bool BadWays[numberOfDirections];
        int weightsOfDirections[numberOfDirections] = {};   
        int numOfPosWays = findPosWays( caller, possibleWays );
        int numOfBadWays = findBadWays( caller, BadWays, possibleWays );
        int selectedDir;

        if ( numOfPosWays == numOfBadWays ) // if all ways are bad
        {
            selectedDir = randomChoice( BadWays, numberOfDirections, true ); // select a bad way
        }
        else
        {
            for ( int k = 0; k < numberOfDirections; k++ )
            {
                possibleWays[k] = possibleWays[k] && (!BadWays[k] ); // leave only good ways
            }
            int step = 32 / numberOfDirections;

            // check how occupied these ways are:
            for ( int l = 0; l < numberOfDirections; ++l )
            {
                CyclicInt directionOfSight( 0, 31, 28 );

                if ( possibleWays[l] )
                {
                    directionOfSight = directionOfSight + l*step;
                    int integralDistance = 0;
                    for ( int m = 0; m <= 8; ++m )
                    {
                        integralDistance += caller.distanceToAWall32( directionOfSight, 32 );
                        directionOfSight = directionOfSight + 1;
                    }
                    weightsOfDirections[l] = integralDistance;

                }
            }
            selectedDir = weightedRandom( weightsOfDirections, numberOfDirections );
        }
        CyclicInt cyclicDir( 0, numberOfDirections - 1, selectedDir );

        caller.step( cyclicDir ); // make 1 step in selected direction
    }

在此代码中，有一个名为 slowDown 的变量会导致问题。如果我把它注释掉，程序运行得很快。如果我不将其初始化为特定值，程序也会运行得很快。但是，如果我保留这样的代码，它的运行速度将慢近 10 倍。我没有在程序的任何地方使用这个变量。

此外，我发现一旦我添加了一个 double 变量，再添加 35 个 double 不会影响性能，但添加第 36 个会导致速度再次下降，所以这不能仅仅是因为分配开销。

我总是使用相同的输入条件来测试我的程序。我使用了一个全局变量来找出这个函数被调用了多少次——对于特定的测试条件，大约 3000 次以上。

我用其他函数尝试了这个，例如，findPosWays() 和 findBadWays()，它对某些函数有效，对其他函数无效。

我在 Windows 7 上使用 cygwin g++ 编译器。

我的问题是，为什么会发生这种情况以及如何避免这种行为。我想函数应该适合其中的一些内存块，如果它们不适合，则会导致寻找更大块的一些非常昂贵的操作。但如果是这样，难道不应该在编译期间完成，而不是在运行时完成吗？

我担心我的代码中可能有更多函数的大小“错误”并且会减慢程序速度，因此检测此类函数似乎很重要。

更新:我被要求粘贴程序的快速和慢速版本的汇编代码，所以这里是: http://pastebin.com/At0Sy0ZT - 慢版

http://pastebin.com/qdY8G7C5 - 快速版本

不知道这是否有任何帮助，即使我将 goSomewhere() 放在一个单独的文件中，汇编代码仍然很长。

Answer 1

你的错误是你没有使用优化进行编译，或者你的编译器已经过时了。任何体面的编译器都会从可执行文件中完全去除未使用的变量。

我们可以根据额外变量、更多缓存未命中等推测内存中 possibleWays 和 BadWays 的对齐方式，但重点是在没有优化的情况下进行任何分析没有任何意义。