c++ - 通过指针访问如此昂贵吗？

Question

我有一个 Process() 函数，它在我的 DLL(VST 插件)中被调用得非常重，加载到 DAW(主机软件)中，例如:

for (int i = 0; i < nFrames; i++) {
    // ...

    for (int voiceIndex = 0; voiceIndex < PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE; voiceIndex++) {
        Voice &voice = pVoiceManager->mVoices[voiceIndex];
        if (voice.mIsPlaying) {
            for (int envelopeIndex = 0; envelopeIndex < ENVELOPES_CONTAINER_NUM_ENVELOPE_MANAGER; envelopeIndex++) {
                Envelope &envelope = pEnvelopeManager[envelopeIndex]->mEnvelope;
                envelope.Process(voice);
            }           
        }
    }
}

void Envelope::Process(Voice &voice) {
    if (mIsEnabled) {
        // update value
        mValue[voice.mIndex] = (mBlockStartAmp[voice.mIndex] + (mBlockStep[voice.mIndex] * mBlockFraction[voice.mIndex]));
    }
    else {
        mValue[voice.mIndex] = 0.0;
    }
}

它基本上占用主机内 2% 的 CPU(这很好)。

现在，如果我稍微更改一下代码(基本上是增量和赋值):

void Envelope::Process(Voice &voice) {
    if (mIsEnabled) {
        // update value
        mValue[voice.mIndex] = (mBlockStartAmp[voice.mIndex] + (mBlockStep[voice.mIndex] * mBlockFraction[voice.mIndex]));

        // next phase
        mBlockStep[voice.mIndex] += mRate;
        mStep[voice.mIndex] += mRate;
    }
    else {
        mValue[voice.mIndex] = 0.0;
    }

    // connectors
    mOutputConnector_CV.mPolyValue[voice.mIndex] = mValue[voice.mIndex];
}

CPU 占用 6/7%(请注意，那些 var 不与代码的其他部分交互，至少我是这么认为的)。

我能想到的唯一原因是访问指针很重？我怎样才能减少这个 CPU 数量？

那些数组是基本的双“指针”数组(最轻量级的 C++ 容器):

double mValue[PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE];
double mBlockStartAmp[PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE];
double mBlockFraction[PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE];
double mBlockStep[PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE];
double mStep[PLUG_VOICES_BUFFER_SIZE];

OutputConnector mOutputConnector_CV;

有什么建议吗？

Answer 1

您可能认为“指针数组”是最轻的容器。但是 CPU 不考虑容器。他们只是通过指针读写值。

这里的问题很可能是您知道两个容器不重叠(没有“子容器”)。但是编译器可能不会告诉 CPU。写入 mBlockStep 可能会影响 mBlockFraction。编译器没有运行时值，所以它需要处理它有的情况。这将意味着引入更多的内存读取，并减少寄存器中的值缓存。