Löschen eines kleinen Integer-Arrays: Memset vs. For-Schleife

Question 1

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Integer/Float-Array auf Null zu setzen:

memset(array, 0, sizeof(int)*arraysize);

oder:

for (int i=0; i <arraysize; ++i)
    array[i]=0;

Offensichtlich ist memset für große schneller arraysize. Aber ab wann ist der Overhead von memset tatsächlich größer als der Overhead der for-Schleife? Zum Beispiel für ein Array der Größe 5 – was wäre am besten? Die erste, die 2. oder vielleicht sogar die ausgerollte Version:

array[0] = 0;
array[1] = 0;
array[2] = 0;
array[3] = 0;
array[4] = 0;

Question 2

Aller Wahrscheinlichkeit nach wird memset() von Ihrem Compiler eingebettet (die meisten Compiler behandeln es als „intrinsisch“, was im Grunde bedeutet, dass es eingebettet ist, außer vielleicht bei den niedrigsten Optimierungen oder wenn es nicht ausdrücklich deaktiviert ist).

Hier sind zum Beispiel einige Versionshinweise von GCC 4.3:

Codegenerierung der Blockbewegung (memcpy) und Blocksatz (memset) wurde umgeschrieben. GCC kann jetzt den besten Algorithmus (Schleife, ausgerollte Schleife, Anweisung mit Rep-Präfix oder ein Bibliotheksaufruf) auswählen, basierend auf der Größe des zu kopierenden Blocks und der CPU, für die optimiert wird. Eine neue Möglichkeit
-minline-stringops-dynamically wurde hinzugefügt. Mit dieser Option werden String-Operationen unbekannter Größe so erweitert, dass kleine Blöcke per Inline-Code kopiert werden, während für große Blöcke ein Bibliotheksaufruf verwendet wird. Dies führt zu schnellerem Code als
-minline-all-stringops wenn die Bibliotheksimplementierung Cache-Hierarchie-Hinweise verwenden kann. Die heuristische Auswahl des jeweiligen Algorithmus kann über überschrieben werden
-mstringop-strategy. Neu auch
memset von Werten ungleich 0 ist inline.

Es könnte für den Compiler möglich sein, etwas Ähnliches mit den von Ihnen angegebenen alternativen Beispielen zu tun, aber ich würde wetten, dass dies weniger wahrscheinlich ist.

Und sein grep-fähig und auf einen Blick sofort ersichtlich, was die Absicht ist, zu booten (nicht, dass die Schleife auch besonders schwer zu groken wäre).

Question 3

Wie Michael bereits angemerkt hat, optimieren gcc und ich denke, die meisten anderen Compiler dies bereits sehr gut. Zum Beispiel schaltet gcc dies um

char arr[5];
memset(arr, 0, sizeof arr);

hinein

movl  $0x0, <arr+0x0>
movb  $0x0, <arr+0x4>

Besser geht es nicht…

Question 4

Ohne Messung ist die Frage nicht zu beantworten. Es hängt vollständig von den Implementierungen des Compilers, der CPU und der Laufzeitbibliothek ab.

memset() kann etwas wie ein “Code-Geruch” sein, da es anfällig für Pufferüberläufe und Parameterumkehrungen sein kann und die unglückliche Fähigkeit hat, nur “Byte-weise” zu löschen. Es ist jedoch eine sichere Wette, dass es in allen außer extremen Fällen “am schnellsten” sein wird.

Ich neige dazu, ein Makro zu verwenden, um dies zu umschließen, um einige der Probleme zu vermeiden:

#define CLEAR(s) memset(&(s), 0, sizeof(s))

Dies umgeht die Größenberechnungen und beseitigt das Problem des Vertauschens der Längen- und Wertparameter.

Kurz gesagt, verwenden Sie memset() “unter der Haube”. Schreiben Sie, was Sie beabsichtigen, und lassen Sie den Compiler sich um Optimierungen kümmern. Die meisten sind unglaublich gut darin.

Question 5

In Anbetracht dieses Codes an sich ist schon alles gesagt. Aber wenn Sie es in seinem Programm berücksichtigen, von dem ich nichts weiß, kann etwas anderes getan werden. Wenn dieser Code beispielsweise jedes Mal ausgeführt werden soll, um ein Array zu löschen, könnten Sie einen Thread ausführen, der ständig ein neues Array von Nullelementen zuweist, die einer globalen Variablen zugewiesen sind, die Ihr Code, wenn das Array gelöscht werden muss, weist einfach darauf hin.

Dies ist eine dritte Möglichkeit. Natürlich, wenn Sie vorhaben, Ihren Code auf einem Prozessor mit mindestens zwei Kernen auszuführen, und dies sinnvoll ist. Außerdem muss der Code mehr als einmal ausgeführt werden, um die Vorteile zu sehen. Für nur eine einmalige Ausführung könnten Sie ein mit Nullen gefülltes Array deklarieren und dann bei Bedarf darauf zeigen.

Hoffe, das kann jemandem helfen