C++对象模型——对象成员的效率 (Object Member Efficiency)(第三章)

3.5 对象成员的效率 (Object Mem ber Efficiency)

以下某个測试,目的在測试聚合(aggregation).封装(encapsulation),以及继承(Inheritance)所引发的额外负荷的程度.全部測试都是以个别局部变量的加法,减法,赋值(assign)等操作的存取成本为根据.以下就是个别的局部变量:

float pA_x = 1.725, pA_y = 0.875, pA_z = 0.478;
float pB_x = 0.315, pB_y = 0.317, pB_z = 0.838;

每个表达式需运行一千万次,例如以下所看到的:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB_x = pA_x - pB_z;
 pB_y = pA_y + pB_x;
 pB_z = pA_z + pB_y;
}

首先针对三个 float 元素所组成的局部数组进行測试:

enum fussy{x, y, z};
for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB[x] = pA[x] - pB[z];
 pB[y] = pA[x] + pB[x];
 pB[z] = pA[z] + pB[y];
}

第二个測试是把相同的数组元素转换为一个C struct 数据抽象类型,当中的成员皆为 float,成员名称是x, y, z:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB.x = pA.x - pB.z;
 pB.y = pA.y + pB.x;
 pB.z = pA.z + pB.y;
}

更深一层的抽象化,是做出数据封装,并使用 inline 函数.坐标点如今以一个独立的Point3d class 来表示.尝试两种不同形式的存取函数,第一,定义一个 inline 函数,传回一个reference,同意它出如今assignment运算符的两端:

class Point3d {
public:
 Point3d(float xx = 0.0, float yy = 0.0, float zz = 0.0)
  : _x(xx), _y(yy), _z(zz) {}
 float &x() { return _x; }
 float &y() { return _y; }
 float &z() { return _z; }
private:
 float _x, _y, _z;
};

那么真正对每个坐标元素的存取操作应该像这样:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB.x() = pA.x() - pB.z();
 pB.y() = pA.y() + pB.x();
 pB.z() = pA.z() + pB.y();
}

定义的另外一种存取函数形式是,提供一对get/set函数:

float x() { return _x; }
void x(float xx) { _x = xx; }

于是对于每个坐标值的存取操作应该像这样:

pB.x(pA.x() - pB.z());

以下给出上述各种測试的结果(优化开关打开后,"封装"就不会带来运行期的效率成本,不知道如何打开优化开关...忘记了)