74 C++的基准测试

1. 基准测试

这里的基准测试不仅仅是你用来对代码进行基准测试的工具，如果你想衡量一段 C++代码的性能，而这段代码本身就需要你正确地去写。有多种方法可以测量 C++代码的性能，这里只讲述了 Cherno 使用的方法。

首先要写一些我们想测试的代码：

int main()
{
    int value = 0;
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
        value += 2;

    std::cout << value << std::endl;   // 2000000

    __debugbreak(); // VS打断点专用语法
}

现在想要分析我们的代码有多快，可以创建一个简单的、有作用域的计时（可参考63 Timing in C++）

#include <chrono>

class Timer
{
private:
    std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> m_StartTimepoint;
public:
    Timer()
    {
        m_StartTimepoint = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    }

    ~Timer()
    {
        Stop();
    }
    void Stop()
    {
        auto endTimepoint = std::chrono::high_resolution_clock::now();

        auto start = std::chrono::time_point_cast<std::chrono::microseconds>(m_StartTimepoint).time_since_epoch().count();

        auto end = std::chrono::time_point_cast<std::chrono::microseconds>(endTimepoint).time_since_epoch().count();

        auto duration = end - start;
        double ms = duration * 0.001;

        std::cout << duration << "us (" << ms << "ms)\n";
    }
};

int main()
{
    int value = 0; // 挪到作用域外，保证可以打印出来
    {
        Timer timer;
        for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            value += 2;
    }
    std::cout << value << std::endl;
    __debugbreak();
}

打印出计时：

这里要注意的是，你要确保自己正在测量的东西是实际上被编译的代码，因为 Release 模式下编译器会优化汇编指令，这个例子中只会记录打印变量 1E8480h（两百万）所需的时间（由于打印在作用域外甚至什么都没统计）：

而不是你想统计的加一百万次的用时：

2. 智能指针的性能对比

int main()
{
    struct Vector2
    {
        float x, y;
    };

    std::cout << "Make Shared\n";
    {
        std::array < std::shared_ptr<Vector2>, 1000> sharedPtrs;
        Timer timer;  // 不统计进创造数组的时间
        for (int i = 0; i < sharedPtrs.size(); i++)
            sharedPtrs[i] = std::make_shared<Vector2>();
    }
    std::cout << "New Shared\n";
    {
        std::array < std::shared_ptr<Vector2>, 1000> sharedPtrs;
        Timer timer;
        for (int i = 0; i < sharedPtrs.size(); i++)
            sharedPtrs[i] = std::shared_ptr<Vector2>(new Vector2());
    }
    std::cout << "Make Unique\n";
    {
        std::array < std::unique_ptr<Vector2>, 1000> sharedPtrs;
        Timer timer;
        for (int i = 0; i < sharedPtrs.size(); i++)
            sharedPtrs[i] = std::make_unique<Vector2>();
    }
    __debugbreak();
}

测量两次shared_ptr和unique_ptr的性能对比：

和我们所料的差不多，unique_ptr比shared_ptr花的时间少，但是make_shared和new所差的时间差不多。这里有件很重要的事，我们实际上是在 Debug 模式下分析的，因为它有很多额外的安全措施，需要时间而对测量性能不是很好。

切换到 Release 模式，可以发现make_shared明显比new快：

所以一定要确保你所分析的代码，是在 Release 时真正有意义的，因为你不会在 Debug 时发布代码。