c++ - 哪些属性对于 Point 类更有效？

Question

好的，我想创建 Point3f 类，这是一类包含在 3D 浮点坐标中的点。

所以，我有两种简单的方法来定义类的属性:

class Point3f
{
    float x;
    float y;
    float z;
};

或

class Point3f
{
    float coord[3];
}

我想知道哪个(通常)更有效，尤其是对于图形程序。 IE。哪个更适合绘制点:glVertex3f() 或 glVertex3v()？
我不知道我是否正确。我认为第一个需要更多的运行时内存，另一个需要更多的 CPU 使用率。

编辑:如果我们谈论的是更复杂的类型，比如由 3 个点组成的三角形或由 3 个三角形组成的四面体 -> 属性:数组或一个接一个？

请告诉我哪个更有效，为什么!

Answer 1

您可以比较为基本功能生成的程序集(我在 OS X 10.7.4 上使用 GCC 4.8.1)

struct Point3D {
  float m_data[3];
};

struct Point3Ds {
  float x;
  float y;
  float z;
};

double dot(const Point3D& p1, const Point3D& p2) {
  asm("# Dot - Point3D");
  return p1.m_data[0] * p2.m_data[0] +
         p1.m_data[1] * p2.m_data[1] +
         p1.m_data[2] * p2.m_data[2];
}

double dot(const Point3Ds& p1, const Point3Ds&p2) {
  asm("# Dot - Point3Ds");  
  return p1.x * p2.x +
         p1.y * p2.y +
         p1.z * p2.z;
}

Point3D cross(const Point3D& p1, const Point3D& p2) {
  asm("# Cross - Point3D");  
  return { p1.m_data[1] * p2.m_data[2] - p1.m_data[2] * p2.m_data[1],
           p1.m_data[2] * p2.m_data[0] - p1.m_data[0] * p2.m_data[2],
           p1.m_data[0] * p2.m_data[1] - p1.m_data[1] * p2.m_data[0]};
}

Point3D cross(const Point3Ds& p1, const Point3Ds& p2) {
  asm("# Cross - Point3Ds");  
  return { p1.y * p2.z - p1.z * p2.y,
           p1.z * p2.x - p1.x * p2.z,
           p1.x * p2.y - p1.y * p2.x};
}

编译为 g++ -O3 -S 我得到以下汇编程序(相关部分):

# 12 "point3f.cpp" 1
    # Dot - Point3D
# 0 "" 2
    movss   (%rdi), %xmm0
    movss   4(%rdi), %xmm1
    mulss   (%rsi), %xmm0
    mulss   4(%rsi), %xmm1
    addss   %xmm1, %xmm0
    movss   8(%rdi), %xmm1
    mulss   8(%rsi), %xmm1
    addss   %xmm1, %xmm0
    unpcklps    %xmm0, %xmm0
    cvtps2pd    %xmm0, %xmm0
    ret
LFE0:
    .align 4,0x90
    .globl __Z3dotRK8Point3DsS1_
__Z3dotRK8Point3DsS1_:
LFB1:
# 19 "point3f.cpp" 1
    # Dot - Point3Ds
# 0 "" 2
    movss   (%rdi), %xmm0
    movss   4(%rdi), %xmm1
    mulss   (%rsi), %xmm0
    mulss   4(%rsi), %xmm1
    addss   %xmm1, %xmm0
    movss   8(%rdi), %xmm1
    mulss   8(%rsi), %xmm1
    addss   %xmm1, %xmm0
    unpcklps    %xmm0, %xmm0
    cvtps2pd    %xmm0, %xmm0
    ret
LFE1:
    .align 4,0x90
    .globl __Z5crossRK7Point3DS1_
__Z5crossRK7Point3DS1_:
LFB2:
# 26 "point3f.cpp" 1
    # Cross - Point3D
# 0 "" 2
    movss   4(%rdi), %xmm3
    movss   8(%rdi), %xmm1
    movss   8(%rsi), %xmm5
    movaps  %xmm3, %xmm2
    movss   4(%rsi), %xmm4
    movaps  %xmm1, %xmm0
    mulss   %xmm5, %xmm2
    mulss   %xmm4, %xmm0
    subss   %xmm0, %xmm2
    movss   (%rdi), %xmm0
    mulss   %xmm0, %xmm5
    movss   %xmm2, -24(%rsp)
    movss   (%rsi), %xmm2
    mulss   %xmm4, %xmm0
    mulss   %xmm2, %xmm1
    mulss   %xmm3, %xmm2
    subss   %xmm5, %xmm1
    subss   %xmm2, %xmm0
    movss   %xmm1, -20(%rsp)
    movss   %xmm0, -16(%rsp)
    movq    -24(%rsp), %xmm0
    movd    -16(%rsp), %xmm1
    ret
LFE2:
    .align 4,0x90
    .globl __Z5crossRK8Point3DsS1_
__Z5crossRK8Point3DsS1_:
LFB3:
# 33 "point3f.cpp" 1
    # Cross - Point3Ds
# 0 "" 2
    movss   4(%rdi), %xmm3
    movss   8(%rdi), %xmm1
    movss   8(%rsi), %xmm5
    movaps  %xmm3, %xmm2
    movss   4(%rsi), %xmm4
    movaps  %xmm1, %xmm0
    mulss   %xmm5, %xmm2
    mulss   %xmm4, %xmm0
    subss   %xmm0, %xmm2
    movss   (%rdi), %xmm0
    mulss   %xmm0, %xmm5
    movss   %xmm2, -24(%rsp)
    movss   (%rsi), %xmm2
    mulss   %xmm4, %xmm0
    mulss   %xmm2, %xmm1
    mulss   %xmm3, %xmm2
    subss   %xmm5, %xmm1
    subss   %xmm2, %xmm0
    movss   %xmm1, -20(%rsp)
    movss   %xmm0, -16(%rsp)
    movq    -24(%rsp), %xmm0
    movd    -16(%rsp), %xmm1
    ret

所以程序集是相同的。但我同意将其存储为静态数组(即 float m_data[3])会更实用，因为我可以两全其美:当我需要，以及一个高级的、惯用的 x、y、z 通过 getter。从这个意义上说，我相信我会以类似于以下的方式实现此类:

class MyPoint3S {
 public:
  MyPoint3S(float x, float y, float z)
      : m_data{x, y, z} { }

  // the following getters will be inlined
  float x() const {
    return m_data[0];
  }

  float y() const {
    return m_data[1];
  }

  float z() const {
    return m_data[2];
  }

  // in case you want to use the pointer --- some would advice against
  // offering a hook to a private member.
  float* data() {
    return m_data;
  }

 private:
  float m_data[3];
};

像这样使用它:

MyPoint3S p(1.0f, 2.0f, 3.0f);
std::cout<<"p = "<<p.x()<<", "<<p.y()<<", "<<p.z()<<std::endl;

获取:

p = 1, 2, 3

或者以您喜欢的任何方式调用 OpenGL 函数:

glVertex3fv(p.data());

或

glVertex3f(p.x(), p.y(), p.z());