Verbraucht Typecasting zusätzliche CPU-Zyklen?

Führt Typumwandlung in C/C++ zu zusätzlichen CPU-Zyklen?

Mein Verständnis ist, dass es zumindest in bestimmten Fällen zusätzliche CPU-Zyklen verbrauchen sollte. Wie Typumwandlung von Float in Integer, wo die CPU eine Float-Struktur in Integer umwandeln sollte.

float a=2.0;
int b= (float)a;

Ich würde gerne die Fälle verstehen, in denen es zusätzliche CPU-Zyklen verbrauchen würde/nicht.

Ich möchte sagen, dass wir uns mit der „Umwandlung zwischen Typen“ befassen sollten, nicht ob es eine Besetzung gibt oder nicht. Zum Beispiel

 int a = 10;
 float b = a; 

wird dasselbe sein wie:

 int a = 10;
 float b = (float)a;

Dies gilt auch für die Größenänderung einer Schrift, z

 char c="a";
 int b = c; 

dies wird “erweitern c In ein int Größe von einem einzelnen Byte [using byte in the C sense, not 8-bit sense]”, wodurch möglicherweise eine zusätzliche Anweisung (oder zusätzliche Taktzyklen zu der verwendeten Anweisung) über die Datenbewegung selbst hinaus hinzugefügt wird.

Beachten Sie, dass diese Konvertierungen manchmal überhaupt nicht offensichtlich sind. Auf x86-64 wird ein typisches Beispiel verwendet int Anstatt von unsigned int für Indizes in Arrays. Da Zeiger 64-Bit sind, muss der Index in 64-Bit konvertiert werden. Im Falle eines vorzeichenlosen ist das trivial – verwenden Sie einfach die 64-Bit-Version des Registers, in dem sich der Wert bereits befindet, da eine 32-Bit-Ladeoperation den oberen Teil des Registers mit Nullen füllt. Aber wenn du eine hast int, es könnte negativ sein. Der Compiler muss also die Anweisung “Sign Extend this to 64 Bits” verwenden. Dies ist normalerweise kein Problem, wenn der Index basierend auf einer festen Schleife berechnet wird und alle Werte positiv sind, aber wenn Sie eine Funktion aufrufen, bei der nicht klar ist, ob der Parameter positiv oder negativ ist, muss der Compiler den Wert definitiv erweitern . Ebenso, wenn eine Funktion einen Wert zurückgibt, der als Index verwendet wird.

Allerdings wird kein einigermaßen kompetenter Compiler gedankenlos Anweisungen hinzufügen, um etwas von seinem eigenen Typ in sich selbst zu konvertieren (möglicherweise, wenn die Optimierung deaktiviert ist, kann dies der Fall sein – aber minimale Optimierung sollte sehen, dass “wir von Typ X in Typ X konvertieren, das hat nichts zu bedeuten, nehmen wir es weg”).

Kurz gesagt, das obige Beispiel fügt keine zusätzliche Strafe hinzu, aber es gibt sicherlich Fälle, in denen “das Konvertieren von Daten von einem Typ in einen anderen dem Code zusätzliche Anweisungen und / oder Taktzyklen hinzufügt”.

Es verbraucht Zyklen, wo es die zugrunde liegende Darstellung ändert. Es verbraucht also Zyklen, wenn Sie a konvertieren float zu einem int oder umgekehrt. Je nach Architektur wirft wie z int zu char oder long long zu int kann Zyklen verbrauchen oder auch nicht (aber meistens werden sie es tun). Das Umwandeln zwischen Zeigertypen verbraucht nur Zyklen, wenn Mehrfachvererbung beteiligt ist.

Es gibt verschiedene Arten von Abgüssen. C++ hat verschiedene Arten von Umwandlungsoperatoren für die verschiedenen Arten von Umwandlungen. Wenn wir es so betrachten, …

static_cast ist normalerweise mit Kosten verbunden, wenn Sie von einem Typ in einen anderen konvertieren, insbesondere wenn der Zieltyp eine andere Größe als der Quelltyp hat. static_casts werden manchmal verwendet, um einen Zeiger von einem abgeleiteten Typ auf einen Basistyp umzuwandeln. Dies kann auch Kosten verursachen, insbesondere wenn die abgeleitete Klasse mehrere Basen hat.

reinterpret_cast werden in der Regel keine direkten Kosten verursachen. Grob gesagt ändert diese Art der Umwandlung den Wert nicht, sie ändert nur, wie er interpretiert wird. Beachten Sie jedoch, dass dies indirekte Kosten verursachen kann. Wenn Sie einen Zeiger auf ein Array von Bytes als Zeiger auf ein int neu interpretieren, zahlen Sie möglicherweise jedes Mal Kosten, wenn Sie diesen Zeiger dereferenzieren, es sei denn, der Zeiger ist wie von der Plattform erwartet ausgerichtet.

const_cast sollte nichts kosten, wenn Sie constness hinzufügen oder entfernen, da es sich hauptsächlich um eine Anmerkung zum Compiler handelt. Wenn Sie es verwenden, um einen flüchtigen Qualifizierer hinzuzufügen oder zu entfernen, kann es einen Leistungsunterschied geben, da dadurch bestimmte Optimierungen aktiviert oder deaktiviert würden.

dynamic_castdas verwendet wird, um von einem Zeiger auf eine Basisklasse auf einen Zeiger auf eine abgeleitete Klasse umzuwandeln, ist mit Sicherheit mit Kosten verbunden, da es zumindest prüfen muss, ob die Konvertierung angemessen ist.

Wenn Sie eine herkömmliche C-Umwandlung verwenden, bitten Sie den Compiler im Wesentlichen nur, die spezifischere Art der Umwandlung auszuwählen. Um also herauszufinden, ob Ihr C-Cast etwas kostet, müssen Sie herausfinden, um welche Art von Cast es sich wirklich handelt.

DL und genieße die Handbücher von Agner Fog:
http://www.agner.org/optimize/

1. Optimieren von Software in C++: Ein Optimierungsleitfaden für Windows-, Linux- und Mac-Plattformen

Es ist ein riesiges PDF, aber für den Anfang können Sie sich Folgendes ansehen:

14.7 Mischen Sie Float und Double nicht
14.8 Konvertierungen zwischen Fließkommazahlen und ganzen Zahlen