访问硬编码阵列和运行时初始化阵列之间有任何性能差异吗？

Question

例如,我想使用数组SQRT [i]创建一个平方根表来优化游戏,但我不知道在访问SQRT [i]的值时,以下初始化之间是否存在性能差异:

1. 硬编码阵列

   int SQRT[]={0,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,.......255,255,255}
   

2. 在运行时生成值

   int SQRT[65536];
   int main(){
       for(int i=0;i<65536;i++){
           SQRT[i]=sqrt(i);
       }
       //other code
       return 0;
   }
   

访问它们的一些示例:

    if(SQRT[a*a+b*b]>something)
    ...

我不清楚程序是否以不同的方式存储或访问硬代码阵列,我也不知道编译器是否会优化硬代码阵列以加快访问时间,它们之间是否存在性能差异访问阵列时？

Answer 1

首先，您应该正确执行硬编码数组：

static const int SQRT[]={0,1,1,1,2,2,2,2,2,3,3,.......255,255,255};

（也使用uint8_t代替int可能更好，以便减少数组的大小并使其对缓存更友好）

与其他方法相比，这样做有一个很大的优点：编译器可以轻松检查数组的内容是否无法更改。

如果没有这个，编译器就会变得偏执——每个函数调用都可能改变 的内容SQRT，并且每个指针都可能指向SQRT，因此任何通过int*or 的写入char*都可能会修改数组。如果编译器无法证明这种情况不会发生，那么就会限制它可以执行的优化类型，这在某些情况下可能会显示出性能影响。

另一个潜在的优点是能够在编译时解决涉及常量的问题。

如果需要，您也许可以通过巧妙地使用__restrict__.

在现代 C++ 中，您可以两全其美；应该可以（并且以合理的方式）编写在编译时运行以初始化SQRT为constexpr. 不过，最好提出一个新问题。