指针间接影响效率多少？

Question

解引用指针是否比直接访问该值要慢？我想我的问题是 - 尊敬操作符有多快？

Answer 1

通过指针间接寻址由于现代CPU的工作原理，会慢得多。但它与运行时内存没有太大关系。

相反，速度受预测和缓存的影响。

当指针未被更改或以可预测的方式更改时（例如，循环中增加或减少四），预测很容易。这允许CPU在实际代码执行之前基本上运行，找出指针值将会是什么，并将该地址加载到缓存中。当指针值由像哈希函数这样的复杂表达式构建时，预测变得不可能。

缓存起作用，因为指针可能指向不在缓存中的内存，它将不得不被提取。如果预测有效，这将被最小化，但如果预测不可能，那么在最坏的情况下，您可能会产生双重影响：指针不在缓存中，指针目标也不在缓存中。在最坏的情况下，CPU会停顿两次。

如果指针用于函数指针，则CPU的分支预测器开始工作。在C++虚拟表中，函数值都是恒定的，预测器很容易。当执行通过间接跳转时，CPU将准备好运行代码并在流水线中。但是，如果它是一个不可预知的函数指针，性能影响可能会很大，因为流水线需要刷新，每次跳转会浪费20-40个CPU周期。

Answer 2

它需要存储器访问更多：

1. 读存储到指针变量
2. 读取该地址处的值读取

这可能不等于2操作简单的地址，因为访问尚未加载到缓存中的地址也可能需要更多时间。

Answer 3

它的确如此。它需要额外的提取。
通过值访问变量，变量直接从其内存位置读取。
通过指针访问相同的内容会增加从指针中获取变量地址的开销，然后从该内存位置读取值。

Ofcourse，假设变量没有放在寄存器中，它会在一些情况下，如紧密循环。我相信这个问题会在假设没有这种情况下寻求间接成本的回答。

Answer 4

要看的东西，如：

• 的“直接访问”值是否在寄存器中已经，或在栈上（这也是一个间接指针）
• 目标地址是否在缓存中已经
• 的高速缓存架构，总线架构等

即太多的变量，有效地推测不缩小下来。

如果您真的想知道，请在您的特定硬件上进行基准测试。

Answer 5

假设你正在处理一个真正的指针（不是某种智能指针），取消引用操作根本不消耗（数据）内存。它确实（可能）涉及额外的内存引用：一个用于加载指针本身，另一个用于访问指针指向的数据。

但是，如果您在紧密循环中使用指针，它通常会在持续时间内加载到寄存器中。在这种情况下，成本主要是在额外注册压力方面（即，如果您使用寄存器来存储该指针，则不能用它来同时存储其他内容）。如果你有一个算法，否则正好填充寄存器，但注销指针会溢出到内存它可以有所作为。曾经，这是一个非常大的损失，但是对于大多数现代CPU（具有更多寄存器和板载高速缓存），这很少成为一个大问题。明显的例外是嵌入式CPU，寄存器较少，没有缓存（并且没有片上存储器）。

底线是它通常很小，通常低于阈值，甚至可以可靠地进行测量。