为了获得性能而避免多态性值得吗？

Question

为了获得性能而避免多态性值得吗？

我在Stroustrup的书中读到，多态函数调用比普通函数调用贵25％。这是否意味着我应该尽可能避免多态？我的意思是我应该一直在思考类似的事情：OK多态性可以解决此问题，但可能会破坏性能……或者鉴于现代CPU的强大功能，我什至不敢这么认为？

Answer 1

我在 Stroustrup 的书中读到，多态函数调用比普通函数调用贵 25% 以内。这是否意味着我应该尽可能避免多态性？

不，绝对不是！非虚拟调用非常快，因为调用本身通常是一条指令。虚拟调用需要额外的间接级别；这就是所谓的 25% 的来源，但这是“纯粹的开销”，即您在比较两个无参数函数的调用时测量的开销。一旦开始添加参数，尤其是需要复制的参数，这两种开销之间的差距就会缩小：例如，将字符串按值传递给虚拟和非虚拟函数会使这种差距很难衡量。

此外，更昂贵的只是调用指令本身，而不是函数。调用函数的开销只占函数总时间的一小部分。函数越长，调用开销所占的百分比就越小。

总的来说，您应该努力提高代码的可理解性。如果添加带有虚函数的子类可以更容易地理解您的设计，那么您无论如何都应该使用子类化。运行代码的硬件每年都在变得更快，因此从长远来看，可读性会更胜一筹。

Answer 2

我在Stroustrup的书中读到，多态函数调用比普通函数调用贵25％。

可能是这种情况（可能是个大概的数字），但并不是那么重要。即使虚拟函数调用比普通函数调用贵25％，这仍然仅仅是函数调用的开销，而不是函数执行的开销。我只是想提高精度。函数调用的成本通常会比函数执行的成本小得多。但是请注意，如果您滥用多态并将其用于所有功能，即使是最琐碎的功能，它也不总是无关紧要的，那么额外的开销可能会很快加起来。

但是，最重要的是，虚函数调用必须通过函数指针进行分派，并且函数指针意味着没有内联或任何形式的跨上下文优化。通常，这是大多数减速的原因，例如，您不应将“虚拟函数调用”与“函数调用”进行比较，而应将“虚拟函数调用”与“静态可分析的，可能是内联的-能够进行lto优化的函数调用”。

为了获得性能而避免多态性值得吗？

在C ++和一般的编程中，只要有价格，就有收益，只要有收益，就有价格。就这么简单。动态多态性的代价是：（1）函数调用的开销；（2）阻止静态分析和优化；（3）通常需要堆分配的对象和额外的间接调用（指针，引用等），等等。继续，仅举几例。但是，您还可以从以下方面获得实质性的好处：（1）运行时灵活性，（2）可伸缩性（问题域的不相交并集），（3）减少编译时间，（4）减少代码重复等。

关键是，如果您想要多态可以买到的东西，那么您应该使用它。但是，如果您不需要这些东西（您会惊讶地发现您不需要这些东西的频率），那么您就不必为此付出不必要的代价。就这么简单。

有关替代方案和折衷方案的更多详细信息，我建议本文。