C++ 関数呼び出しのパフォーマンス チューニング: パラメーターの受け渡しと戻り値の影響

C 関数呼び出しのパフォーマンスの最適化には、パラメーター受け渡し戦略と戻り値の型の最適化という 2 つの側面が含まれます。パラメータの受け渡しに関しては、値の受け渡しは小さなオブジェクトや変更不可能なパラメータに適していますが、参照またはポインタの受け渡しは大きなオブジェクトや変更可能なパラメータに適しており、ポインタを渡すのが最も高速です。戻り値の最適化の観点から、小さな値は直接返すことができ、大きなオブジェクトは参照またはポインターを返す必要があります。適切な戦略を選択すると、関数呼び出しのパフォーマンスが向上します。

C 関数呼び出しのパフォーマンス チューニング: パラメーターの受け渡しと戻り値の影響

C では、関数呼び出しによって次のような効果が得られます。一定のパフォーマンスのオーバーヘッド。関数呼び出しの速度は、パラメーターの受け渡しと戻り値の型によって影響を受ける可能性があります。

パラメータ受け渡し戦略

C には 3 つのパラメータ受け渡し戦略があります。

1. 値渡し : コピー値は関数に渡され、渡されたパラメータを変更しても元の値には影響しません。これは単純ですが、特に大きなオブジェクトを通過させる場合には時間がかかります。
2. 参照渡し: 関数は元の値への参照を受け取り、関数内の変更は元の値に影響します。高速ですが、関数呼び出し全体で変数の有効期間を確保する必要があります。
3. ポインター渡し: 参照を渡すのと同様に、関数は元の値へのポインターを受け取ります。最も高速ですが、ぶら下がっているポインターに注意する必要があります。

最適な戦略の選択

最適なパラメータ渡し戦略の選択は、次の要素によって決まります:

• パラメータsize :大きなオブジェクトは参照またはポインタによって渡される必要があります。
• パラメータの変更可能性: パラメータを変更する必要がある関数は、参照またはポインタを渡す必要があります。
• 移植性: 参照渡しでは、クロスプラットフォーム互換性の問題が発生する可能性があります。

例:

次のコード スニペットは、値を渡すこととポインターを渡すことの違いを比較します。

#include <iostream>

int calculate_cube(int value) {  // 传递值
  return value * value * value;
}

int calculate_cube_ptr(int *value) {  // 传递指针
  return *value * *value * *value;
}

int main() {
  int number = 5;
  std::cout << "Value: " << number << "\n";
  int result_value = calculate_cube(number);  // 传递值
  std::cout << "Result_value: " << result_value << "\n";

  std::cout << "Value: " << number << "\n";
  int result_ptr = calculate_cube_ptr(&number);  // 传递指针
  std::cout << "Result_ptr: " << result_ptr << "\n";
}

プログラムを実行し、次のように結果を出力します。

Value: 5
Result_value: 125  // number 值未改变
Value: 5
Result_ptr: 125  // number 值已更改

戻り値の最適化

戻り値の型も、関数呼び出しのパフォーマンスに影響を与える可能性があります。小さな値は値として返すことができますが、大きなオブジェクトは参照またはポインターとして返す必要があります。

例:

次のコード スニペットは、戻り値の影響を比較します:

#include <iostream>
#include <vector>

struct LargeObject {
  int data[100];
};

LargeObject create_object() {  // 返回对象
  LargeObject object;
  return object;
}

LargeObject *create_object_ptr() {  // 返回指针
  LargeObject *object = new LargeObject();
  return object;
}

int main() {
  LargeObject object1 = create_object();  // 返回值
  LargeObject *object2 = create_object_ptr();  // 返回指针
}

プログラムを実行すると、出力は次のようになります。

[Higher runtime and memory usage due to object copy vs. pointer allocation]

結論

C での関数呼び出しのパフォーマンスは、パラメーターの受け渡しと戻り値の型を慎重に選択することで大幅に向上できます。効果的なパフォーマンス チューニングには、さまざまな戦略のトレードオフを理解することが重要です。

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