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C++标准是否要求iostream的性能不佳,或者我只是处理糟糕的实现？

每当我提到C++标准库iostream的慢性能时,我都会遇到一阵难以置信的风潮.然而,我有剖析器结果显示在iostream库代码中花费了大量时间(完全编译器优化),并且从iostream切换到特定于操作系统的I/O API和自定义缓冲区管理确实提供了一个数量级的改进.

C++标准库做了多少额外工作,标准是否需要它,它在实践中是否有用？或者有些编译器提供了与手动缓冲区管理竞争的iostream实现吗？

基准

为了解决问题,我编写了几个简短的程序来练习iostreams内部缓冲:

将二进制数据放入ostringstream http://ideone.com/2PPYw
将二进制数据放入char[]缓冲区http://ideone.com/Ni5ct
vector<char>使用http://ideone.com/Mj2Fi将二进制数据放入其中back_inserter
新:vector<char>简单的迭代器http://ideone.com/9iitv
新:将二进制数据直接放入stringbuf http://ideone.com/qc9QA
新:vector<char>简单的迭代器加边界检查http://ideone.com/YyrKy

请注意,ostringstream和stringbuf版本运行的迭代次数较少,因为它们的速度要慢得多.

在ideone上,它ostringstream比std:copy+ back_inserter+ 慢大约3倍std::vector,比memcpy原始缓冲区慢大约15倍.当我将实际应用程序切换到自定义缓冲时,这与前后分析一致.

这些都是内存缓冲区,因此iostream的缓慢不能归咎于缓慢的磁盘I/O,过多的刷新,与stdio的同步,或者人们用来解释C++标准库观察到的缓慢的任何其他事情iostream的.

很高兴看到其他系统上的基准测试和常见实现的评论(例如gcc的libc ++,Visual C++,Intel C++)以及标准规定了多少开销.

此测试的基本原理

许多人都正确地指出,iostream更常用于格式化输出.但是,它们也是C++标准提供的二进制文件访问的唯一现代API.但是对内部缓冲进行性能测试的真正原因适用于典型的格式化I/O:如果iostreams无法保持磁盘控制器提供原始数据,那么当他们负责格式化时,他们怎么可能跟上呢？

基准时间

所有这些都是outer(k)循环的每次迭代.

在ideone上(gcc-4.3.4,未知的操作系统和硬件):

ostringstream:53毫秒
stringbuf:27毫秒
vector<char>并且back_inserter:17.6毫秒
vector<char> 与普通迭代器:10.6毫秒
vector<char> 迭代器和边界检查:11.4 ms
char[]:3.7毫秒

在我的笔记本电脑上(Visual C++ 2010 x86,cl …

c++ performance iostream

Ben*_*igt

2012 02-24

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C++性能挑战:整数到std :: string的转换

任何人都可以击败我的整数到std :: string代码的性能,链接如下？

已经有几个问题可以解释如何将整数转换为std::stringC++中的整数,例如这个,但是所提供的解决方案都没有效率.

以下是一些可用于竞争的常用方法的编译就绪代码:

"C++方式",使用stringstream:http://ideone.com/jh3Sa
sprintf,SO-ers通常建议性能意识:http://ideone.com/82kwR

与流行的看法相反,boost::lexical_cast有自己的实现(白皮书)并且不使用stringstream和数字插入运算符.我真的希望看到它的性能比较,因为另一个问题表明它很悲惨.

我自己的贡献,在桌面计算机上具有竞争力,并演示了一种在嵌入式系统上全速运行的方法,与依赖整数模数的算法不同:

Ben的算法:http://ideone.com/SsEUW

如果您想使用该代码,我将根据简化的BSD许可证提供(允许商业使用,需要归属).请问.

最后,该功能ltoa是非标准的,但可广泛使用.

ltoa版本,适用于拥有提供它的编译器的任何人(ideone没有):http://ideone.com/T5Wim

我很快就会发布我的性能测量结果.

算法规则

提供将至少32位有符号和无符号整数转换为十进制的代码.
产生输出作为std::string.
没有与线程和信号不兼容的技巧(例如,静态缓冲区).
您可以假设ASCII字符集.
确保INT_MIN在绝对值无法表示的二进制补码机上测试代码.
理想情况下,输出应为字符的字符与规范的C++版本使用相同的stringstream,http://ideone.com/jh3Sa,但任何事情,这显然是理解的,因为正确的号码也是OK.
新:虽然你可以使用你想要进行比较的任何编译器和优化器选项(除了完全禁用),但代码还需要编译并在至少VC++ 2010和g ++下给出正确的结果.

希望讨论

除了更好的算法,我还想在几个不同的平台和编译器上获得一些基准测试(让我们使用MB/s吞吐量作为我们的标准测量单位).我相信我的算法代码(我知道sprintf基准测试需要一些快捷方式 - 现在已经修复)是标准的明确定义的行为,至少在ASCII假设下,但是如果你看到任何未定义的行为或输出的输出无效,请指出.