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3.5 對象成員的效率 (Object Mem ber Efficiency)

以下某個測試,目的在測試聚合(aggregation).封裝(encapsulation),以及繼承(Inheritance)所引發的額外負荷的程度.全部測試都是以個別局部變量的加法,減法,賦值(assign)等操作的存取成本為根據.以下就是個別的局部變量:

float pA_x = 1.725, pA_y = 0.875, pA_z = 0.478;
float pB_x = 0.315, pB_y = 0.317, pB_z = 0.838;

每個表達式需運行一千萬次,例如以下所看到的:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB_x = pA_x - pB_z;
 pB_y = pA_y + pB_x;
 pB_z = pA_z + pB_y;
}

首先針對三個 float 元素所組成的局部數組進行測試:

enum fussy{x, y, z};
for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB[x] = pA[x] - pB[z];
 pB[y] = pA[x] + pB[x];
 pB[z] = pA[z] + pB[y];
}

第二個測試是把相同的數組元素轉換為一個C struct 數據抽象類型,當中的成員皆為 float,成員名稱是x, y, z:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB.x = pA.x - pB.z;
 pB.y = pA.y + pB.x;
 pB.z = pA.z + pB.y;
}

更深一層的抽象化,是做出數據封裝,並使用 inline 函數.坐標點如今以一個獨立的Point3d class 來表示.嘗試兩種不同形式的存取函數,第一,定義一個 inline 函數,傳回一個reference,同意它出如今assignment運算符的兩端:

class Point3d {
public:
 Point3d(float xx = 0.0, float yy = 0.0, float zz = 0.0)
  : _x(xx), _y(yy), _z(zz) {}
 float &x() { return _x; }
 float &y() { return _y; }
 float &z() { return _z; }
private:
 float _x, _y, _z;
};

那麽真正對每個坐標元素的存取操作應該像這樣:

for (int iter = 0; iter < 10000000; iter++) {
 pB.x() = pA.x() - pB.z();
 pB.y() = pA.y() + pB.x();
 pB.z() = pA.z() + pB.y();
}

定義的另外一種存取函數形式是,提供一對get/set函數:

float x() { return _x; }
void x(float xx) { _x = xx; }

於是對於每個坐標值的存取操作應該像這樣:

pB.x(pA.x() - pB.z());

以下給出上述各種測試的結果(優化開關打開後,"封裝"就不會帶來運行期的效率成本,不知道如何打開優化開關...忘記了)

C++對象模型——對象成員的效率 (Object Member Efficiency)(第三章)