作者ibmibmibm (BestSteve)
看板C_and_CPP
標題Re: [問題] 為什麼CRTP+variant還是比virtual快很多
時間Fri Jan 3 07:22:21 2020
使用virtual function的時候，每個class會多一個vtable儲存virtual function的
pointer：
class Interface {
public:
virtual void f() = 0;
virtual ~Interface() =
default;
int a;
};
class Implement: Interface {
public:
void f()
override {}
int b;
};
通常的記憶體分布會長這樣：
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0┌───────────────┐
│ &Implement::f │
8├───────────────┤
│ &Interface::~Interface │
16├───────┬───────┤
│ a │ b │
24└───────┴───────┘
在程式執行時要呼叫f的時候就是從vtable中拿到f的function位址來呼叫的，這就代
表有一次indirect call的時間成本。
return (*vtable[0])();
使用variant儲存多種物件時，會像union一樣占用最大type所占用的空間+一個標示
type用的int。
template <
typename Derived>
class Interface {
public:
void f() {
static_cast<Derived*>(
this)->f();}
int a;
};
class Implement: Interface<Implement> {
public:
void f() {}
int b;
};
std::variant<Implement> V;
而variant儲存一個Implement時候的記憶體分布會長這樣：
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0┌───────┬───────┐
│ type_index │ a │
8├───────┼───────┘
│ b │
16└───────┘
其中type_index是代表目前內部儲存的type，-1是錯誤值，0是type list內第一個type。
使用visitor時，產生的程式碼會像這樣：
switch (type_index) {
case 0:
return visitor(*
reinterpret_cast<Interface*>(&storage));
default:
throw std::bad_variant_access();
}
這裡執行時的成本為一或多個condition jump，與一個jump。總體所需時間略低於一個
indirection jump，而且還能受益於branch prediction，所以這裡使用variant會比使用
virtual function快得多。
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※ 編輯: ibmibmibm (223.136.12.213 臺灣), 01/03/2020 07:28:04
1F：推 ab4daa: 感謝詳細解說 01/03 08:34