指針間接影響效率多少？

Question

解引用指針是否比直接訪問該值要慢？我想我的問題是 - 尊敬操作符有多快？

Answer 1

通過指針間接尋址由於現代CPU的工作原理，會慢得多。但它與運行時內存沒有太大關係。

相反，速度受預測和緩存的影響。

當指針未被更改或以可預測的方式更改時（例如，循環中增加或減少四），預測很容易。這允許CPU在實際代碼執行之前基本上運行，找出指針值將會是什麼，並將該地址加載到緩存中。當指針值由像哈希函數這樣的複雜表達式構建時，預測變得不可能。

緩存起作用，因爲指針可能指向不在緩存中的內存，它將不得不被提取。如果預測有效，這將被最小化，但如果預測不可能，那麼在最壞的情況下，您可能會產生雙重影響：指針不在緩存中，指針目標也不在緩存中。在最壞的情況下，CPU會停頓兩次。

如果指針用於函數指針，則CPU的分支預測器開始工作。在C++虛擬表中，函數值都是恆定的，預測器很容易。當執行通過間接跳轉時，CPU將準備好運行代碼並在流水線中。但是，如果它是一個不可預知的函數指針，性能影響可能會很大，因爲流水線需要刷新，每次跳轉會浪費20-40個CPU週期。

Answer 2

它需要存儲器訪問更多：

1. 讀存儲到指針變量
2. 讀取該地址處的值讀取

這可能不等於2操作簡單的地址，因爲訪問尚未加載到緩存中的地址也可能需要更多時間。

Answer 3

它的確如此。它需要額外的提取。
通過值訪問變量，變量直接從其內存位置讀取。
通過指針訪問相同的內容會增加從指針中獲取變量地址的開銷，然後從該內存位置讀取值。

Ofcourse，假設變量沒有放在寄存器中，它會在一些情況下，如緊密循環。我相信這個問題會在假設沒有這種情況下尋求間接成本的回答。

Answer 4

要看的東西，如：

• 的「直接訪問」值是否在寄存器中已經，或在棧上（這也是一個間接指針）
• 目標地址是否在緩存中已經
• 的高速緩存架構，總線架構等

即太多的變量，有效地推測不縮小下來。

如果您真的想知道，請在您的特定硬件上進行基準測試。

Answer 5

假設你正在處理一個真正的指針（不是某種智能指針），取消引用操作根本不消耗（數據）內存。它確實（可能）涉及額外的內存引用：一個用於加載指針本身，另一個用於訪問指針指向的數據。

但是，如果您在緊密循環中使用指針，它通常會在持續時間內加載到寄存器中。在這種情況下，成本主要是在額外註冊壓力方面（即，如果您使用寄存器來存儲該指針，則不能用它來同時存儲其他內容）。如果你有一個算法，否則正好填充寄存器，但註銷指針會溢出到內存它可以有所作爲。曾經，這是一個非常大的損失，但是對於大多數現代CPU（具有更多寄存器和板載高速緩存），這很少成爲一個大問題。明顯的例外是嵌入式CPU，寄存器較少，沒有緩存（並且沒有片上存儲器）。

底線是它通常很小，通常低於閾值，甚至可以可靠地進行測量。