Отличия в оптимизации C и C++

#cpp #c

Какой код компилируется Си и С++, корректно работает, но при этом может отличается
по быстродействию вследствие различий стандартов C и C++?

Пример: malloc(sizeof('x') * 100500) выделит в sizeof(int) раз больше памяти в Си,
что теоретически может замедлить программу.
    

Ответы

Ответ 1

Если абстрагироваться от вопросов качества реализации компиляторов С vs. С++, то
отличаться по быстродействию "один и тот же код" в С и С++ может только в том случае,
если он отличается по семантике. То есть "одним и тем же кодом" в такой ситуации он
будет только с чисто косметически-визуальной точки зрения.

Можно грубо выехать на различиях в правилах name lookup 

struct S { int a[10]; };

int main() 
{
  struct Local
  {
    struct S { int a[10000]; } s;
  };

  struct S s = { 0 }; // `sizeof s`???
}


В языке С здесь объявляется и обнуляется "большой" объект, а в С++ - "маленький".
Но это уж слишком грубо.

Свойство языка С++ бережно сохранять lvalue-ность результатов выражений приведет
к тому, что цикл

for (unsigned n = sizeof (1 ? "Hello" : "World"); n > 0; --n)
  ;


будет выполняться разное количество раз в С и в С++. Это тоже довольно грубый прием.

Далее стоит упомянуть следующее

const int N = 10;
int A[N][N][N];


В языке С++ это - обычный массив, а в языке С - это Variable Length Array с потенциальными
накладными расходами во время выполнения.

Продолжая тему VLA, операнд вот такого sizeof в языке С является вычислимым выражением
(подразумевая вышеприведенное объявление A)

unsigned n = sizeof A[rand() % N][rand() % N];


И хотя, согласно спецификации языка С, вычисления выражений-индексов в данном случае
не требуется (ибо результат от них не зависит), компилятор имеет право их вычислить
(GCC, что интересно, вычисляет). В C++ же операнд sizeof вычислимым не является никогда,
т.е. такой sizeof вычисляется во время компиляции и выполнимого кода не порождает.

Ворох мелочей может скрываться в различиях правил sequencing этих языков. То же свойство
сохранения lvalue-ности результатов выражений в С++ приводит к тому, что его правила
sequencing более строги и ограничивающи, чем аналогичные правила в С. Это теоретически
может привести к более эффективному коду в С. (Но придумать пример, где бы это давало
осязаемый эффект навскидку непросто.)

Потенциальная необходимость обработки исключений в С++ и раскрутки стека - еще одна
причина, по которой практически любой идентичный С и С++ код может быть странслирован
менее эффективно в С++.


Ответ 2

Теоретически fabs((char)x) и собратья из cmath, имеющие перегрузки для целочисленных
типов, могут работать быстрее. Появились в С++11, если не ошибаюсь.