c++ - 为什么全局范围内的 sqrt 比 MinGW 中的 std::sqrt 慢得多？

Question

考虑以下代码:

#include <cmath>
#include <cstdio>

const int COUNT = 100000000;

int main()
{
    double sum = 0;
    for (int i = 1; i <= COUNT; ++i)
        sum += sqrt(i);
    printf("%f\n", sum);
    return 0;
}

它在我的电脑上运行 5.5 秒。但是，如果我更改 sqrt进入std::sqrt , 它只会运行 0.7s。

我知道如果我使用 sqrt ，我正在使用 C 库中的函数，如果我使用 std::sqrt ，我正在使用 <cmath> 中的那个.

但是<cmath>没有为 int 定义一个, 如果我改变 i 的类型进入double ，它们将以相同的速度运行。所以编译器没有针对 int 进行优化.这似乎只发生在 sqrt 上在 Windows 中。

那为什么是std::sqrt比 sqrt 快得多，而不是其他功能？为什么在 Linux 中它们不是？

Answer 1

这是典型的情况，在这种情况下，-fdump-tree-* 开关可以深入了解正在发生的事情:

g++ -fdump-tree-optimized example1.cc

您将获得 example1.cc.165t.optimized 文件。里面的某个地方:

<bb 3>:
_5 = (double) i_2;
_6 = sqrt (_5);
sum_7 = sum_1 + _6;
i_8 = i_2 + 1;

编译器 (gcc v4.8.3) 正在使用 double 进行计算。

用 std::sqrt 替换 sqrt 你得到的是:

<bb 3>:
_5 = std::sqrt<int> (i_2);
sum_6 = sum_1 + _5;
i_7 = i_2 + 1;

现在它对整数使用不同的 sqrt 重载(i_2 是 int 而 sum_6 是 double)。

正如 Mike Seymour 在 comment 中所说的那样，无论您是否指定 C++11，GCC 都会使用新的重载。

无论如何，在 Linux 下，这两种实现之间没有明显的性能差异。

在 Windows (MinGW) 下这是不同的，因为 sqrt(double) calls into msvcrt .