在 C(++) 中优化远离函数表

Posted 2023-02-17

【中文标题】在 C(++) 中优化远离函数表

【英文标题】：Optimising away function table in C(++)

【发布时间】：2013-06-03 08:57:05

【问题描述】：

为了使程序的一部分易于单元测试，我想让它采用一个函数表，该表可以指向操作系统原语（即报告我们可以提供一组剪贴板目标的函数) 或测试版本。理想情况下，虽然我不希望在实时版本中有函数表的开销，但只是它借给代码的额外结构。所以我想用某种方式告诉编译器函数表永远不会改变，这样它就可以优化查找。像这样的东西（用于说明的简单实现）：

#ifndef TEST
const
#endif
static struct 
    void (*reportTargets)(size_t targetc, const char **targetv);
    [...]
 interfaceToOutside
#ifndef TEST
= 
    reportTargetsLive,
    [...]

#endif
;

这可能会奏效吗？如果没有关于如何实现（或做得更好）的好建议？

【问题讨论】：

这是 C 还是 C++？如果是后者，那么您基本上是在描述虚函数，编译器通常非常擅长优化......

我认为这不值得打扰，而且我不确定编译器是否会始终优化调用以避免间接调用（这在实践中可能无关紧要）。

Oli，我原以为虚函数的语义实际上阻止了编译器完全优化查找（例如，如果函数是合适的候选者，则内联）。编辑：也就是说，我总是可以#ifdef virtual 关键字。 Basile，我意识到收益通常是微乎其微的，我要求的兴趣与实用价值一样多。

我不会打扰#ifdefing 任何事情（除非分析器告诉我）。相反，我会为所需的操作系统功能使用带有虚拟功能的接口，并为您正在开发的操作系统和单元测试提供实现。这使得代码比#ifdefd 手写的vtables 更简洁，更易于维护。它提供了使用剪贴板服务的代码关注点与该服务的实现的清晰分离。作为奖励，它有助于以后移植到其他操作系统，您可以在其中提供接口的另一种实现。

【参考方案1】：

所以我想用某种方式告诉编译器函数表永远不会改变（...）

好吧，声明所有const（顺便说一句，你应该在static和struct之间交错第一个const）：

#ifndef TEST
# define CONST const
#else
# define CONST 
#endif

static CONST struct 
    void (*CONST reportTargets)(size_t targetc, const char **targetv);
    [...]
 interfaceToOutside
#ifndef TEST
= 
    reportTargetsLive,
    [...]

#endif
;

#undef CONST

（宏名不好，我知道）。

现在，

这可能会奏效吗（...）？

我想是这样，但您仍应检查生成的汇编代码（gcc/g++ 的-S 选项）。

【参考方案2】：

您可以使用静态内联函数创建 2 个结构，而不是函数指针。一个是测试用的，一个是真实的。现在，根据您实例化模板的方式，您要么处于测试模式，要么处于实时模式。

struct Live

    static void Report(const std::string& report)  ReportLive(report); 
;

struct Test

    static void Report(const std::string& report)  ReportTest(report); 
;

template<typename T>
class Reporter

public:
    void doReport()
    
        //some stuff todo
        T::Report(report);
        //other stuff todo
    
;

这只是一个想法。内联代码时，编译器将（完全）优化结构。此外，您可以通过实现不同的结构来选择不同的测试行为。