运算符的效率[转]

我们经常可以看见这样的代码：

for ( int i = 0; i < 100; i++ )
{
    /* ………… */
}

但是很少有人想过代码背后隐藏的问题。读过STL源代码的人，都会对下面的代码一定很熟悉。

template<class _II, class _OI> inline
_OI copy( _II _F, _II _L, _OI _X )
{
    for ( ; _F != _L; ++_X, ++_F )
        *_X = *_F;
    return (_X);
}
// 摘自Visual C++ 6.0 STL实现，文件：xutility。

 

为什么它不写成

template<class _II, class _OI> inline
_OI copy( _II _F, _II _L, _OI _X )
{for ( ; _F != _L; _X++, _F++ )
    *_X = *_F;
    return (_X);
}

看完这篇文章，你就可以知道这样写的理由。

C++是一种非常强大的语言，它赋予了它的使用者和他的创建者相同的权力。每一个内在的数据类型所支持的操作，你几乎都可以为自己定义的类型实现。运算符重载是其中的重要组成部分。

对于一个类CInt的运算符（这里只讨论加法），我们一般会这样实现：

class CInt
{
public:
    CInt& operator ++();
    CInt operator ++( int );
    CInt& operator +=( const CInt& that );
};

CInt operator +( const CInt& this, const CInt& that );

其中，CInt& operator ++();对应于++i;(如果i是CInt的一个实例，下同)返回引用的原因是因为在C++里，++i的结果应该是一个左值。对这个函数的调用，除了运算本身以外，并没有什么开销。（除了隐含的this以外，无传递参数，只有一个引用返回值，所以没有新的实例被创建）
CInt operator ++( int ); 对应于i++;那个int是无意义的，只是为了把前缀运算和后缀运算区分开。返回变量（而不是引用）的原因是因为在C++里，i++的结果应该是一个右值，并且是i在没有加之前的值（所以不能返回它的const引用）。在这个函数中，会创建一个临时变量，并把它作为返回值拷贝给调用者。
CInt& operator +=( const CInt& that );对应于i = i + j;传递一个参数，从理论上来说，它的开销和++I的开销是一样的，但是，如果你只是要对类的实例加一的话，应该用++I，因为那个函数可能为加一而特别优化过。（具体可以参见实例）
CInt operator +( const CInt& this, const CInt& that );对应于k = i + j;这个函数的开销与i++相同，但是要注意的是，i++可能为加一而优化的。

为了能够显著的测出各个函数的具体效率，我使用了一个非常"大"的类，CVector，一个65536维的整型向量。测试结果为：

Another += One : 4326
Another++ : 9274
Another = Another + One : 9223
++Another : 2153

可以看出，同样是加一，++i可以比i++快很多。

当然，编译器的优化也很重要，在某些情况下，编译器可以将i++的速度优化到和++i一样。但是，为什么不直接写出++i呢？这样可以保证在任何情况下都能获得较快的执行速度，而不是去依赖于编译器的优化。（至少，Visual C++ 6.0是不支持的）

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