在C或C++中检查边界是否昂贵？

Question

绑定检查很昂贵(> x2运行时开销)

我从我的一位教授那里得到了这一点.我很困惑.据我所知,程序中最耗时的部分是IO(来自网络和硬盘).

但是用C或C++检查边界并不总是与那两个输入源相关.例如,我使用C将一个buff的内容复制到另一个buff memcpy(dest, src, length(src)).在此之前,我检查大小src以防止堆溢出.我可以成像的进程是:获取起始地址src和\x00字节src(在汇编语言的视图中,我src逐个复制内容并查看字节是否等效\x00).获得2地址后,只需减去它们即可获得长度src.我src从内存中读到了内容.我们都知道从记忆中读取东西很快.

Answer 1

我刚刚运行了一个程序,启用了迭代器边界检查.

运行时间从789毫秒到2608毫秒.

是的,这很重要.不是所有的时间,但肯定比从来没有.

特别是,绑定检查的迭代器至少需要两倍于简单指针的存储空间,而且,不容易优化.从理论上讲,它们简单而有效,但在实践中,你根本不想做你不需要的工作.

哦,我提到编译时间从7.72秒到13.21秒也是如此？

对于你们中间的许多非信徒来说......一个微型例子需要0.92秒而没有边界检查和1.96秒.

因为对所有事情都抱有很多怀疑,包括vector效率......这是另一个:

#include <cstdio>
#include <ctime>

template<class T> struct Vector
{
    T *b, *e;
    Vector(size_t n) : b(new T[n]), e(b + n) { }
    T &operator[](size_t i) { return b[i]; }
    T &at(size_t i) { if (i >= e - b) { throw "invalid"; } return b[i]; }
};

#define at operator[]  // Comment this out to enable bounds-checking

int main(int argc, char **argv)
{
    Vector<size_t> v(1 << 16);
    for (size_t *p = v.b; p != v.e; ++p) { *p = 1; }
    clock_t begin = clock();
    for (int j = 0; j < 1 << 12; ++j)
    {
        for (size_t i = 8, n = v.e - v.b; i < n; ++i)
        {
            v.at(i) += v.at(i - 8);
            v.at(i) ^= v.at(i - 7);
            v.at(i) -= v.at(i - 6);
            v.at(i) ^= v.at(i - 5);
            v.at(i) += v.at(i - 4);
            v.at(i) ^= v.at(i - 3);
            v.at(i) -= v.at(i - 2);
            v.at(i) ^= v.at(i - 1);
        }
    }
    clock_t end = clock();
    fprintf(stderr, "%u\n", clock() - begin);
}

2.09秒对0.88秒.

Answer 2

直到 20 世纪 80 年代之前，情况一直如此。

借助现代代码生成和高度流水线化的 CPU 架构，可以在零或很少的额外执行成本下完成边界检查。这是因为边界检查可以与内存获取并行发生。