C++ 関数のパフォーマンス最適化におけるコード リファクタリング手法とは何ですか?

コードのリファクタリングは、C 関数のパフォーマンスを向上させるための重要なステップであり、機能を変更せずにコードの構造と構成を変更することが含まれます。具体的な手法としては、1. 関数呼び出しのオーバーヘッドを削減するための関数のインライン化、2. 仮想テーブル検索のオーバーヘッドを削減するための仮想関数呼び出しの削除、3. 分岐予測のオーバーヘッドを削減するためのポインタの削除、4. 間接メモリ アクセスのオーバーヘッドを削減するためのポインタの削除などがあります。実際の例では、これらの手法を適用して関数のパフォーマンスを最適化するプロセスを示します。

C 関数のパフォーマンス最適化におけるコード リファクタリングのスキル

コード リファクタリングは、関数のパフォーマンスを向上させるための重要な手順の 1 つです。コードの機能を変更せずに、コードの構造と構成を変更します。 C 関数のパフォーマンスを最適化するためのいくつかのコード リファクタリング手法を次に示します。

1. インライン関数:

インライン関数は、呼び出しポイントで関数本体を展開して、関数のオーバーヘッドを排除します。関数呼び出し。これは、頻繁に呼び出される小さな関数に特に役立ちます。

// 原始代码
void foo(int a, int b) {
  return a + b;
}

// 内联后
inline int foo(int a, int b) {
  return a + b;
}

2. 仮想関数呼び出しの排除:

仮想関数呼び出しにより、仮想テーブル検索のオーバーヘッドが発生します。このオーバーヘッドは、仮想関数を静的メソッドまたはインライン関数に置き換えることによって排除できます。

// 原始代码
class Base {
 public:
  virtual int foo();
};

class Derived : public Base {
 public:
  int foo() {
    return 42;
  }
};

// 重构后
class Base {
 public:
  int foo() {
    return 42;
  }
};

class Derived : public Base {
  // 现在 foo() 是静态方法
  static int foo() {
    return 42;
  }
};

3. ループ展開:

ループ展開は、分岐予測のオーバーヘッドを削減するためにループ コードをそれ自体にコピーします。これは、反復回数が固定されたコンパクトなループの場合に特に便利です。

// 原始代码
for (int i = 0; i < 100; i++) {
  a[i] += 1;
}

// 展开后
for (int i = 0; i < 100; i++) {
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  /* ... */
}

4. ポインターの削除:

ポインターを使用すると、間接的なメモリ アクセスのオーバーヘッドが発生します。このオーバーヘッドは、参照またはスマート ポインターを使用してポインターを排除することで削減できます。

// 原始代码
int* foo() {
  return &a;
}

// 重构后
int& foo() {
  return a;
}

実際のケース:

以下は、C 関数のパフォーマンス最適化コード再構築の実際のケースです:

元の関数:

int factorial(int n) {
  if (n <= 0) {
    throw invalid_argument("n must be positive");
  }

  int result = 1;
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    result *= i;
  }

  return result;
}

再構築後:

inline int factorial(int n) {
  if (n <= 0) {
    return 1;  // 改为返回 1 以处理 n == 0 的情况
  }

  return n * factorial(n - 1);  // 使用尾递归优化
}

再構築された関数は、仮想関数呼び出しのオーバーヘッドを排除し、末尾再帰最適化を使用し、乗算演算の繰り返しを排除します。これにより、機能のパフォーマンスが大幅に向上します。

以上がC++ 関数のパフォーマンス最適化におけるコード リファクタリング手法とは何ですか?の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。