c++ - 静态正则表达式对象还是重要的？

Question

假设我有以下功能:

bool IsNumber(std::string const& str)
{
    return std::regex_match(str, std::regex{"\\d+"});
}

我正在构造 std::regex 每次调用。这样做是否有记录的性能开销？将其设为 static 会更好吗，如下所示？

bool IsNumber(std::string const& str)
{
    static std::regex const number_regex{"\\d+"};
    return std::regex_match(str, number_regex);
}

还是真的不重要？

Answer 1

编译器可能无法识别每次调用 std::regex 的构造是否相等(例如，构造函数可以访问静态/全局变量)。因此，安全的方法是在任何情况下都构建它。另一方面，现在的编译器非常聪明，也许他对构造函数的解析足够深入，意识到它必须随时间保持不变，从而优化它。无论如何:分析它。例如制作一个循环并测量几千次调用的时间(std::chrono)(至少以秒为单位)。 –

我做了一个非常简单的测试程序来分析它:

#include <stdio.h>
#include <regex>
#include <chrono>

bool IsNumberA( std::string const& str )
{
    return std::regex_match( str, std::regex { "\\d+" } );
}

static std::regex number_regex( "\\d+" );
bool IsNumberB( std::string const& str )
{
    return std::regex_match( str, number_regex );
}

void main()
{
    size_t count = 100000;

    std::vector<std::string> aRandomStrings;

    for( size_t i = 0; i < count; i++ )
        aRandomStrings.push_back((rand() % 2 == 0) ? "nonumberatall" : "3141592");

    auto time = std::chrono::system_clock::now();

    size_t numberCountA = 0;
    for( size_t i = 0; i < count; i++ )
        if( IsNumberA( aRandomStrings[i] ) )
            numberCountA++;

    auto takenTimeA = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>
        (std::chrono::system_clock::now() - time);
    time = std::chrono::system_clock::now();    // reset

    size_t numberCountB = 0;
    for( size_t i = 0; i < count; i++ )
        if( IsNumberB( aRandomStrings[i] ) )
            numberCountB++;

    auto takenTimeB = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>
        (std::chrono::system_clock::now() - time);

    printf( "took %d ms for A, %d ms for B\n", takenTimeA.count(), takenTimeB.count() );
}

结果

我也在没有优化的情况下编译了它，只是为了看看编译器 (msvc) 是否足够智能。

A 6283 毫秒，B 41 毫秒

优化:A 268ms，B 85ms

当使用预定义变量 (B) 时，我们可以清楚地看到性能的巨大提升。我不太清楚案例 B 中较慢的发布时间，但时间尺度可能太短了。随机生成器中也可能有很多未知的东西。