c++ - 惰性构造 - 虚拟方法与 if-then stub setter/getter

Question

我的问题的背景是我试图创建一个惰性网格结构，其中网格区域仅在需要时实例化，否则它们在查询时返回默认值。

稍微归结一下这个问题，考虑一下我的情况的以下模型:

struct Container {
  std::vector<Base> data;

  float get(int indexOuter, int indexInner) {
     return data[indexOuter].get(indexInner);
  }
}

我想 stub Base::get在某些情况下函数总是返回相同的值，而在其他情况下我想返回某个数组中的值。我想象两种可能的解决方案。

第一个解决方案是在 Base 上使用标志，即

struct Base {
  std::vector<float> data;

  float get(int indexInner) {
    if (data.empty()) return 0;
    return data[indexInner];
  }
}

此解决方案将涉及销毁 data (调整为零)当对象进入“ stub 模式”，并重新创建 data当对象再次具体化时。

我能想到的第二种方案是继承，即

struct Container {
  std::vector<Base*> data;

  float get(int indexOuter, int indexInner) {
     return data[indexOuter]->get(indexInner);
  }
}
struct Base {
  virtual float get(int indexInner) = 0;
}
struct Stub : public Base {
  float get(int indexInner) {
    return 0;
  }   
}
struct Concrete : public Base {
  std::vector<float> data;

  float get(int indexInner) {
    return data[indexInner];
  }   
}

然后替换 Concrete 的实例与 Stub 的实例，反之亦然，在 Container的 data必要时排列(注意确保彻底销毁)。

问题之一是性能。 Container::get每秒将被调用 1000 次，甚至更多。然而，Base进入/退出“ stub 模式”的频率将大大降低。

对于上面提出的两个解决方案，第一个解决方案涉及一个额外的 if-then 子句，而第二个解决方案涉及一个来自 Base 的间接寻址。指向对象的指针，加上从抽象方法到派生实现的间接寻址。

这些解决方案中的哪一个可以提供最佳性能？还有其他我没有考虑过的性能更高的解决方案吗？

Answer 1

大多数现代处理器不喜欢条件代码，特别是如果它不是“可预测的”(换句话说，您的数据有时会被填充，有时不会。

通过指向函数的指针跳转通常比条件分支更快(考虑到您还需要检查它是否被 stub [尽管您可以使用 data.empty() 这对于编译器来说很容易检查])。

因此，如果不对这两个解决方案进行基准测试，我的猜测是虚拟 Stub和 Concrete会更快。但是，这在一定程度上取决于用例。

Stub实现也将占用较少的数据。另一方面，如果这是在 std::vector<Base*> data; 中使用指针的唯一原因, 那么您可能要考虑使用 isStubbed (或 data.empty() )并使用 std::vector<Base>相反 - 总体上节省了一定程度的间接寻址 - 这可能会更好，具体取决于具体情况。

最终，如果它对性能很重要，您将希望同时实现这两者，使用不同的负载模式运行基准测试，并测量时间。还要查看每次运行的分析数据，以了解代码将时间花在哪里。