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C++ 函数的虚函数的性能影响是什么

王林

发布： 2024-09-27 08:06:02

原创

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虚函数在 c++++ 中会影响性能，因其间接调用、动态绑定和内存引用而导致开销。为了优化性能，请仅在必要时使用虚函数，限制虚函数深度，并使用指针/引用而非对象。

C++ 函数的虚函数的性能影响是什么

C++ 函数的虚函数的性能影响

在 C++ 中，虚函数是一种允许派生类重新定义基类方法的方法。虽然虚函数提供了灵活性，但它们也会影响程序的性能。

影响因子

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以下因子会影响虚函数的性能：

间接调用：虚函数调用使用间接调用，这意味着编译器不能在编译时解析调用的内容。
动态绑定：在运行时，程序必须确定要调用的实际函数，导致额外的开销。
内存引用：虚函数的内存引用比普通函数更大，因为它们包含指向虚函数表的指针。

性能损失

与非虚函数调用相比，虚函数调用通常会导致性能损失。下表显示了典型情况下每种调用方法的开销。

调用类型	开销
非虚函数调用	10-20 个时钟周期
虚函数调用	50-100 个时钟周期

最佳做法

为了最大程度地降低虚函数的性能影响，请遵循以下最佳做法：

只在需要时使用虚函数：仅对确实需要派生类方法重新定义的方法使用虚函数。
限制虚函数的深度：避免创建具有多个派生层的类层次结构，因为这会增加间接调用和动态绑定的开销。
使用指针或引用而不是对象：传递指针或引用比传递对象更有效，因为它减少了复制开销。

实战案例

假设以下 C++ 代码：

// 基类
class Base {
public:
    virtual void print() {
        cout << "Base class print" << endl;
    }
};

// 派生类
class Derived : public Base {
public:
    void print() override {
        cout << "Derived class print" << endl;
    }
};

int main() {
    Base* base = new Base();
    base->print();  // 基类调用

    Derived* derived = new Derived();
    derived->print();  // 派生类调用
}

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在该案例中，虚函数 print() 在派生类中被重新定义。当调用 base->print() 时，将执行基类调用。当调用 derived->print() 时，将执行派生类调用。

结论

虽然虚函数在 C++ 中提供了灵活性，但它们也会影响程序的性能。通过遵循最佳做法和仔细考虑何时使用虚函数，程序员可以最大程度地降低虚函数的性能损失。

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