后缀++/ - 运算符的低效率是否会针对STL迭代器进行优化？

Question

我知道增量/减量运算符的后缀版本通常会由内置类型的编译器优化(即不会进行复制),但这是iterators 的情况吗？

他们本质上只是重载运营商,并且可以在任何数量的方式来实现,但由于他们的行为被严格定义,可以自己进行优化,如果是这样,他们是通过任何/很多编译器？

#include <vector> 

void foo(std::vector<int>& v){
  for (std::vector<int>::iterator i = v.begin();
       i!=v.end();
       i++){  //will this get optimised by the compiler?
    *i += 20;
  }
}

Answer 1

在std::vectorGNU GCC的STL实现(版本4.6.1)的特定情况下,我认为在足够高的优化级别上不会存在性能差异.

前向迭代器的实现vector由提供__gnu_cxx::__normal_iterator<typename _Iterator, typename _Container>.让我们看看它的构造函数和后缀++运算符:

  explicit
  __normal_iterator(const _Iterator& __i) : _M_current(__i) { }

  __normal_iterator
  operator++(int)
  { return __normal_iterator(_M_current++); }

其实例化vector:

  typedef __gnu_cxx::__normal_iterator<pointer, vector> iterator;

如您所见,它在内部对普通指针执行后缀增量,然后通过其自己的构造函数传递原始值,从而将其保存到本地成员.通过死值分析消除此代码应该是微不足道的.

但它真的优化了吗？我们来看看.测试代码:

#include <vector>

void test_prefix(std::vector<int>::iterator &it)
{
    ++it;
}

void test_postfix(std::vector<int>::iterator &it)
{
    it++;
}

输出组件(开-Os):

    .file   "test.cpp"
    .text
    .globl  _Z11test_prefixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE
    .type   _Z11test_prefixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE, @function
_Z11test_prefixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE:
.LFB442:
    .cfi_startproc
    pushl   %ebp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    .cfi_offset 5, -8
    movl    %esp, %ebp
    .cfi_def_cfa_register 5
    movl    8(%ebp), %eax
    addl    $4, (%eax)
    popl    %ebp
    .cfi_def_cfa 4, 4
    .cfi_restore 5
    ret
    .cfi_endproc
.LFE442:
    .size   _Z11test_prefixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE, .-_Z11test_prefixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE
    .globl  _Z12test_postfixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE
    .type   _Z12test_postfixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE, @function
_Z12test_postfixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE:
.LFB443:
    .cfi_startproc
    pushl   %ebp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    .cfi_offset 5, -8
    movl    %esp, %ebp
    .cfi_def_cfa_register 5
    movl    8(%ebp), %eax
    addl    $4, (%eax)
    popl    %ebp
    .cfi_def_cfa 4, 4
    .cfi_restore 5
    ret
    .cfi_endproc
.LFE443:
    .size   _Z12test_postfixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE, .-_Z12test_postfixRN9__gnu_cxx17__normal_iteratorIPiSt6vectorIiSaIiEEEE
    .ident  "GCC: (Debian 4.6.0-10) 4.6.1 20110526 (prerelease)"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

如您所见,在两种情况下都输出完全相同的组件.

当然,对于自定义迭代器或更复杂的数据类型,情况可能不一定如此.但看起来,vector具体来说,前缀和后缀(没有捕获后缀返回值)具有相同的性能.