ANSI C #define VS 函数

Question

我对我的代码的性能有疑问。 假设我在 C 中有一个结构体：

typedef struct _CPoint
{
    float x, y;
} CPoint;

以及一个使用该结构体的函数。

float distance(CPoint p1, CPoint p2)
{
    return sqrt(pow((p2.x-p1.x),2)+pow((p2.y-p1.y),2));
}

我想知道用 #define 替换这个函数是否是一个聪明的主意，

#define distance(p1, p2)(sqrt(pow((p2.x-p1.x),2)+pow((p2.y-p1.y),2)));

我认为它会更快，因为不会有函数开销，而且我想知道我是否应该对我的程序中的所有其他函数使用这种方法程序以提高性能。所以我的问题是：

我应该用 #define 替换所有函数以提高代码的性能吗？

Answer 1

不可以。您永远不应该根据感知到的性能差异来在宏和函数之间做出决定。您应该仅根据函数相对于宏的优点来评估它。一般选择功能。

宏有很多隐藏的缺点，可能会困扰您。举个例子，你在这里对宏的翻译是不正确的（或者至少没有保留原始函数的语义）。宏 distance 的参数每次都会被计算 2 次。想象一下，我进行了以下调用，

distance(GetPointA(), GetPointB());

在宏版本中，这实际上会导致 4 个函数调用，因为每个参数都会被评估两次。如果将 distance 保留为函数，则只会导致 3 次函数调用（距离和每个参数）。注意：在上述计算中，我忽略了 sqrt 和 pow 的影响，因为它们在两个版本中是相同的。

Answer 2

包括三件事：

• 普通函数，例如
• 内联函数
• 上方的 distance预处理器宏

虽然函数保证某种类型安全，但由于需要在以下位置使用堆栈帧，它们也会导致性能损失：每个函数调用。内联函数的代码被复制到调用站点，这样就不会付出代价——但是，您的代码大小将会增加。宏不提供类型安全并且还涉及文本替换。

从这三个函数中进行选择，我通常会使用内联函数。仅当宏非常短并且以这种形式非常有用时才使用宏（例如 Linux 内核中的 hlist_for_each）

Answer 3

Jared 是对的，在这种特定情况下，pow 调用和 sqrt 调用所花费的周期将比在对距离的调用。

有时人们认为小代码等于短时间。并非如此。

Answer 4

我建议使用内联函数而不是宏。它将为您提供宏的任何可能的性能优势，而不会出现丑陋的情况。 （宏有一些陷阱，使得它们作为函数的一般替换非常不确定。特别是，宏参数在每次使用时都会被评估，而函数参数在“调用”之前会被评估一次。）

inline float distance(CPoint p1, CPoint p2)
{
    float dx = p2.x - p1.x;
    float dy = p2.y - p1.y;
    return sqrt(dx*dx + dy*dy);
}

（注意我也替换了pow(dx, 2) 和 dx * dx 两者是等效的，并且乘法可能更有效。一些编译器可能会尝试优化对 的调用。 pow...但猜猜他们用什么替换了它。）

Answer 5

如果使用相当成熟的编译器，如果打开优化，它会在汇编级别为您执行此操作。

对于 gcc，-O3 或（对于“小”函数）甚至 -O2 选项都可以执行此操作。

有关详细信息，您可以考虑阅读此处 http://gcc.gnu.org/ onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html 用于“-finline*”选项。