Leistung: Typedef vs Wrapper-Klasse für primitive Typen?

Question

Ich möchte einen neuen Typ in C++ definieren, der nur ein primitiver Typ ist (in meinem Beispiel ein int, könnte jeder Typ sein). In diesem Beispiel rufe ich den Typ NodeId auf.

Ich konnte einfach typedef int NodeId verwenden. Ich möchte einen Standardwert für NodeId s, also würde ich #define NULL_NODE_ID -1 verwenden.

Nun, ich denke, es wäre schöner sein, eine Klasse statt typedef definiert eine Funktion isValid() und ein Default-Konstruktor, damit NodeId ein Null-Konstruktion:

class NodeId 
{ 
    int value; 
public: 
    inline NodeId() : value(-1) {} 
    inline NodeId(int value) : value(value) {} 
    inline operator int() {return value;} 
    inline bool isValid() {return value != -1;} 
    //... 
}; 

Gibt es Performance-Nachteile, die die bei der Verwendung führen zweite Methode?

Answer 1

Tatsächlich gibt es zwei Gründe, dies denkbar langsamer sein könnte.

Zunächst gibt es keine Möglichkeit, eine nicht initialisierte NodeId zu erstellen. Normalerweise ist das eine gute Sache. Aber stellen Sie Code wie dieses:

NodeId nodeid; 
foo.initializeNodeId(&nodeid); 

Sie erhalten eine zusätzliche Zuweisung tun, die nicht wirklich notwendig ist.

Sie können das beheben, indem Sie einen speziellen Konstruktor hinzufügen. Es ist wahrscheinlich viel besser, ein Foo :: createNodeId() zu erstellen, so dass Sie Foo :: initializeNodeId (& NodeId) nicht benötigen, aber wenn Sie die Definition von Foo nicht kontrollieren, ist das möglicherweise nicht möglich.

Zweitens ist eine NodeId kein kompilierbarer Konstantenausdruck. Wie dasblinkenlight andeutet, ist dies viel wahrscheinlicher, dass es Probleme gibt, dass Code nicht legal ist, um Leistungsprobleme zu verursachen, aber beides ist möglich. (Warum? Weil Sie den Compiler zwingt, Code einzufügen, um einige Berechnungen zur Laufzeit durchzuführen, die zur Kompilierungszeit hätten ausgeführt werden können, wenn Sie einen int verwendet hätten. Nicht dass dies ein Problem für eine Klasse namens NodeId wäre ...

) Zum Glück

, wenn Sie mit C 11 ++, können Sie das in Ordnung bringen mit constexpr. Und wenn Ihr Code auch C++ 03 sein soll, können Sie das mit einem Makro erledigen.

Auch, wie durch dasblinkenlight wies darauf hin, sind Sie nicht const in zwei Methoden.

Schließlich gibt es noch keinen Grund, „inline“ auf Methoden zu schreiben, die innerhalb der Klassendefinition definiert sind; Sie sind bereits inhärent inline.

es Putting alles zusammen:

#if __cplusplus > 201000L 
#define CONSTEXPR_ constexpr 
#else 
#define CONSTEXPR_ 
#endif 

class NodeId 
{ 
    int value; 
public: 
    struct Uninitialized {}; 
    CONSTEXPR_ NodeId() : value(-1) {} 
    CONSTEXPR_ NodeId(Uninitialized) {}  
    CONSTEXPR_ NodeId(int value) : value(value) {} 
    CONSTEXPR_ operator int() const {return value;} 
    CONSTEXPR_ bool isValid() const {return value != -1;} 
    //... 
}; 

Jetzt können Sie dies tun, die Kosten für eine zusätzliche -1 Zuordnung zu vermeiden.

NodeId nodeId(NodeId::Uninitialized()); 
foo.initializeNodeId(&nodeid); 

Und dies rechtlich eine NodeId als nicht-Typ Template-Parameter zu verwenden:

myClassTemplate<NodeId(3)> c; 

Oder dies kann der Compiler sicher sein legal nur x bis 4 initialisieren:

int x = 3; 
x += NodeId(1); 

Answer 2

Wenn Sie einen relativ neuen Compiler verwenden, sollte der generierte Code derselbe sein. Der Compiler sollte keine Probleme haben, diese Member-Funktionen zu umreißen. Falls Sie wirklich Zweifel daran haben, können Sie die ausführbare Datei immer zerlegen.

Answer 3

Wenn die Compiler-Optimierungseinstellungen den Compiler inline alles lassen, sollte es keine Leistungsunterschiede sein. Der einzige Nachteil, den ich feststellen kann, ist, dass Ausdrücke, die auf Objekten dieser Klasse basieren, nicht mehr als Kompilierzeitkonstanten gelten, was bei der Template-Programmierung wichtig sein kann. Ansonsten erhalten Sie zusätzliche Klarheit ohne Laufzeitkosten.

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P.S. Sie fehlen const in Ihrem operator int und isValid:

inline operator int() const {return value;} 
inline bool isValid() const {return value != -1;} 

Answer 4

Wenn Sie planen, dies zu einer Bibliothek zu machen, die von einer anderen Programmiersprache verwendet werden kann (wie wenn Sie dies in eine C++ DLL schreiben), gibt es bestimmte Vorteile, es zu haben typedef int.

Zum Beispiel, wenn Sie einen Python-Wrapper oder einen Java-Wrapper für Ihre API zu schreiben, müssen Sie nicht so viele Kopfschmerzen Ihre Klasse und Arten in dem Hafen über zu bekommen. Dann müssen Sie sich nur um die Bitgröße des int kümmern.