调用空函数会有多浪费？

Question

这三点都与相同的“空函数”问题有关：

• 调用空函数时浪费了多少处理时间

重要编辑调用空虚函数是否相同？

编辑SO基本上你都在说在大多数情况下编译器会优化它。

但现在我很好奇，因为这仍然适用于这个问题。如果出现这样的情况，在编译时不知道何时调用空函数，该怎么办？它会立即进入堆栈然后退出吗？

class base{
public:
    virtual void method() = 0;
};

class derived1: public base{
public:
    void method() { }
};

class derived2: public base{
public:
    void method(){ std::cout << " done something  "; }
};


int main()
{
    derived1 D1;
    derived2 D2;
    base* array[] = { &D1, &D2 };
    for( int i = 0; i < 1000; i ++)
    {
        array[0]->method();// nothing
        array[1]->method();// Something
    }
    return 0;
}

Answer 1

尝试g-4.8-O2-S-otest.asmmain.cpp

例如，使用以下代码：

void empty_function(int a, int b, int c) { }

int main() {
    int a = 42, b = a, c = a;
    empty_function(a, b, c); 
}

我没有看到它在程序集输出中被调用。

我听从了pmr的建议，做了如下准备：

<代码>对象。h

#ifndef _OBJECT_H_
#define _OBJECT_H_

class Object {
 public:
  Object() { }
  void empty_function();
};

#endif

<代码>对象。cpp

#include "Object.h"

void Object::empty_function() { }

<代码>主。cpp

#include "Object.h"

int main() {
  Object object;
  object.empty_function();
}

有趣的是，它确实调用了空函数：

call    __main
leaq    47(%rsp), %rcx
call    _ZN6Object14empty_functionEv
xorl    %eax, %eax
addq    $56, %rsp
ret

Answer 2

调用空函数时浪费了多少处理时间？

如果可以让编译器保留空函数，那么调用函数和返回值的开销都会增加。调用的开销取决于参数的数量和传递方式。

实际开销取决于处理器以及编译器如何生成代码。
例如，处理器可能有足够的寄存器来包含每个参数，或者编译器可能必须在堆栈上推送参数，并在函数内部的堆栈上访问它们。

Edit1：
处理器喜欢处理顺序数据指令。分支、跳转或函数调用迫使处理器更改它们的指令指针，并可能重新加载它们的指令缓存。由于这些操作不是处理数据指令，它们正在浪费时间并降低程序的性能。这些分支的性能下降只有在高性能程序（需要处理大量数据）或需要满足关键截止日期的程序（例如通过打印机移动纸张以避免卡纸）中才会明显。

调用100个甚至1000个空函数会产生巨大影响吗？

取决于您对“影响”的定义。以目前桌面处理器的速度，在不到一秒钟（更像是不到1毫秒）的时间内，可以重复100或1000次。

您将花费更多时间编译（翻译和链接）这些函数。

如果这些空函数需要参数怎么办？

正如我在顶部所述，这取决于编译器和处理器。

调用空的虚拟函数是否相同？

虚拟函数调用可能需要一个或两个以上的处理器指令；取决于处理器。

不要假设Profile是你的朋友。分析将告诉您程序中每个函数花费了多少时间。

不要进行微优化，你所关心的就是所谓的微优化。您可能正在优化或担心只执行20%或更少时间的代码。或者它在等待外部进程（如鼠标单击或文件I/O）时卡住。

把性能问题放在一边，关注程序的正确性和健壮性。一个运行不正确的程序是不好的，无论它有多快或多慢。一个很容易被破坏或崩溃的程序是毫无价值的，无论它离崩溃还有多久。

只有当用户投诉或您的程序错过了关键的实时截止日期（例如缺少来自流式输入源的数据）时，才需要担心性能。

Answer 3

毫无疑问，任何像样的编译器都会对其进行完全优化，但这里有一个比较。

void EmptyFunction() {}
void EmptyFunctionWithArgs(int a, int b, int c, int d, int e) {}
int EmptyFunctionRet() {return 0;}
int EmptyFunctionWithArgsRet(int a, int b, int c, int d, int e) {return 0;}

int main() {   
    EmptyFunction();
    EmptyFunctionWithArgs(0, 1, 2, 3, 4);
    EmptyFunctionRet();
    EmptyFunctionWithArgsRet(5, 7, 6, 8, 9);
}

在VC 11的调试模式下（如果有任何优化的话，也很少），调用如下：

EmptyFunction（）

call    ?EmptyFunction@@YAXXZ            ; EmptyFunction

EmptyFunctionWithArgs（0、1、2、3、4）

push    4
push    3
push    2
push    1
push    0
call    ?EmptyFunctionWithArgs@@YAXHHHHH@Z    ; EmptyFunctionWithArgs
add     esp, 20                    ; 00000014H

空函数Ret（）；

call    ?EmptyFunctionRet@@YAHXZ        ; EmptyFunctionRet

EmptyFunctionWithArgsRet（5、7、6、8、9）

push    9
push    8
push    6
push    7
push    5
call    ?EmptyFunctionWithArgsRet@@YAHHHHHH@Z    ; EmptyFunctionWithArgsRet
add     esp, 20                    ; 00000014H

int返回函数如下所示：

int EmptyFunctionRet（）和int EmptyFunctionWithArgsRet（）

push   ebp
mov    ebp, esp
sub    esp, 192                ; 000000c0H
push   ebx
push   esi
push   edi
lea    edi, DWORD PTR [ebp-192]
mov    ecx, 48                    ; 00000030H
mov    eax, -858993460                ; ccccccccH
rep    stosd
xor    eax, eax
pop    edi
pop    esi
pop    ebx
mov    esp, ebp
pop    ebp
ret    0

没有返回值的函数是相同的，只是它们没有异或eax，eax。

在发布模式下，VC 11不会费心调用任何函数。但它确实为它们生成定义。int返回函数如下所示：

int EmptyFunctionRet（）和int EmptyFunctionWithArgsRet（）

xor    eax, eax
ret    0

而非返回函数再次删除xor eax、eax。

您可以很容易地看到，未优化的函数非常臃肿，在循环中运行它们无论多少次都会耗费大量时间，而如果启用优化，则会删除循环本身。所以，帮自己一个忙吧，伙计们，发布时进行优化。

您不应该担心这个，因为它违反了“暂不优化”。如果您使用的是一个模糊的平台（如27位MCU），并且您的编译器是垃圾，并且您的性能需要改进，那么您应该分析您的代码以查看您需要改进的地方（它可能不是空函数调用）。就目前而言，这实际上只是一个练习，表明我们应该让编译器做多少繁重的工作。

编辑您的编辑：

有趣的是，虚拟函数是优化器的一个已知问题，因为它们很难确定指针的实际去向。一些人为的示例可能会消除该调用，但如果通过指针进行调用，则可能不会删除该调用。

在VC 11发布模式下编译以下内容：

class Object {
public:
    virtual void EmptyVirtual() {}
};

int main() {   
    Object * obj = new Object();
    obj->EmptyVirtual();
}

在安装程序代码中生成以下代码段：

mov     DWORD PTR [ecx], OFFSET ??_7Object@@6B@
mov     eax, DWORD PTR [ecx]
call    DWORD PTR [eax]

这是对虚函数的调用。