Question

对指针执行取消引用操作有多贵？

我可以想象内存传输在某种程度上与对象大小成比例，但我想知道解除引用操作部分有多贵。

Answer 1

取消引用，在翻译成机器代码时，可能意味着不同的事情，具体取决于您对解除引用的对象所做的事情。通过指针访问类的单个成员通常很便宜。例如，如果c是指向具有class C成员n的int实例的指针，则类似这样的内容：

int n = c->n;

可能会转换为一个或两个机器指令，并可能加载具有单个内存访问权限的寄存器。

另一方面，这意味着制作c：

指向的对象的完整副本

C d = *c;

这个的成本将取决于C的大小，但请注意，它是主要费用的副本，'dereference'部分实际上只是'使用'复制指令中的指针地址。

请注意，访问大对象的成员通常需要指针偏移计算和内存访问，无论该对象是否是本地对象。通常只有非常小的对象被优化为仅存在于寄存器中。

如果你担心指针超过引用的成本，那就不要了。它们之间的区别在于语言语义的差异，并且在生成机器代码时，指针和引用访问看起来完全相同。

Answer 2

这取决于你使用解除引用的指针做什么。仅仅取消引用操作本身并不起作用。如果您的指针是T

，它只会得到一个代表您的对象的T*类型的左值

struct a {
    int big[42];
};

void f(a * t) {
    // does nothing. Only interesting for standard or compiler writers.
    // it just binds the lvalue to a reference t1. 
    a & t1 = *t; 
}

如果您实际从取消引用操作返回的左值表示的对象中获取值，则编译器必须复制对象包含的数据。对于简单的POD，这仅仅是memcpy：

a aGlobalA;
void f(a * t) {
    // gets the value of of the object denoted by *t, copying it into aGlobalA
    aGlobalA = *t; 
}

我的gcc端口为f：

输出此代码

    sub     $29, $29, 24       ; subtract stack-pointer, creating this frame
    stw     $31, $29, 20       ; save return address
    add     $5, $0, $4         ; copy pointer t into $5 (src)
    add     $4, $0, aGlobalA   ; load address of aGlobalA into $4 (dst)
    add     $6, $0, 168        ; put size (168 bytes) as 3rd argument
    jal     memcpy             ; call memcpy
    ldw     $31, $29, 20       ; restore return address
    add     $29, $29, 24       ; add stack-pointer, destroying this frame
    jr      $31

优化的机器代码将使用内联代码而不是对memcpy的调用，但这实际上只是一个实现细节。重要的是，仅*t没有执行任何代码，但访问该对象的值实际上需要复制它。

我们是否需要使用具有用户定义的复制赋值运算符的类型，事务更复杂：

struct a {
    int big[42];
    void operator=(a const&) { }
};

现在，相同函数f的代码如下所示：

    sub     $29, $29, 8
    add     $29, $29, 8
    jr      $31

哈。但这不是一个惊喜，不是吗？毕竟，编译器应该调用我们的operator=，如果它什么都不做，整个函数也什么都不做！

结论

我认为我们可以得出的结论是，这完全取决于如何使用operator*的返回值。如果我们只有一个我们取消引用的指针，我们在上面看到生成的代码在很大程度上取决于环境。如果我们取消引用具有过载operator*的类类型，我没有展示它的行为。但实质上，它只是表现得像我们在operator=看到的那样。所有测量均使用-O2完成，因此编译器正确内联调用：）

Answer 3

解除对普通系统指针的最重要因素是您可能会生成缓存未命中。 SDRAM存储器中的随机访问花费数十纳秒（例如64）。在gigaherz处理器上，这意味着您的处理器闲置数百（或数千）个周期，而在此期间无法执行任何其他操作。

仅限基于SRAM的系统（您只能在嵌入式软件中找到），或者当您的软件经过缓存优化时，其他帖子中讨论的因素才会发挥作用。

Answer 4

取消引用可能很昂贵，主要是因为它需要从内存中获取数据的指令，这些数据可能很远并且没有显示引用的位置。在这种情况下，处理器应从非缓存内存甚至硬盘中获取数据（如果出现硬页错误）。

Answer 5

解除引用（多个）成本CPU周期。

而不是写作：

string name = first->next->next->next->name;
int age = first->next->next->next->age;

this is O(n)

把它写成：

node* billy_block = first->next->next->next;

string name = billy_block->name;
int age = billy_block->age;

this is O(1)

因此，您的代码不会“询问”每个块只是为了到达第四个块。

多个解除引用就像拥有一个只知道他们旁边的邻居的邻居。

想象一下，如果你问第一个街区的人你的朋友比利居住在哪里，他会告诉你他不认识你的朋友，他会告诉你他只知道他们旁边的邻居，然后他会只是告诉你问他的邻居，然后你会问他的邻居，他会回答与第一个街区相同的事情，你一直问，直到你到达你朋友的街区。效率不高

Answer 6

指针的解除引用不应该比将地址复制到（地址）寄存器多得多。多数民众赞成。

取消引用指针有多贵？

6 个答案:

结论