19、C++设计模式与性能优化

C++设计模式与性能优化

在C++编程中，设计模式和性能优化是非常重要的方面。本文将介绍几种经典的设计模式，包括桥接模式、原型模式和适配器模式，并探讨它们对性能的影响以及如何应用这些模式来解决实际问题。

桥接模式的性能分析与优化

在某些基准测试中，桥接模式的实现可能会带来显著的性能损失。例如，在特定测试中，GCC下桥接实现的性能损失为11.0%，Clang下为13.1%。但这些数字不能完全代表实际情况，因为性能结果很大程度上取决于元素数量、数据成员的数量和类型、运行的系统以及实际的计算操作。

性能瓶颈分析

以 Person1 的实现为例，其总大小在Clang - 11.1下为152字节，在GCC - 11.1下为200字节，但在基准测试中仅使用了4字节（一个整数）。在基于缓存的架构中，内存以缓存行的形式加载，这导致大量加载的数据未被使用，使得程序成为内存受限型，整数单元大部分时间处于空闲状态。

部分桥接模式优化

为了提高性能，可以采用部分桥接模式。将经常使用的数据成员（如名字、姓氏和出生年份）直接存储在 Person 类中，而不常使用的数据成员（如邮政地址）存储在 Impl 结构体中。以下是 Person3 的实现：

//---- <Person3.h> ---------------- 
#include <memory>
#include <string> 

class Pers