C++ - 最快的 integer 类型？

Question

我一直在对算法进行基准测试，没有必要知道细节。 主要组件是缓冲区（原始整数数组）和索引器（整数 - 用于访问缓冲区中的元素）。

缓冲区最快的类型似乎是 unsigned char，以及 short、int、long 的有符号和无符号版本。 但是 char/signed char 速度较慢。 差异：1.07 倍。

对于索引器，有符号和无符号类型之间没有区别。 然而，int 和 long 比 char 和 short 快 1.21 倍。

在考虑性能而不是 memory 消耗时，是否应该默认使用一种类型？

注意：用于缓冲区和索引器元素的操作是赋值、递增、递减和比较。

Answer 1

通常最大的胜利来自缓存。

如果您的数据值足够小，可以容纳 8 位，那么与使用 int 并浪费 3 个字节/值相比，您可以在 CPU 缓存中容纳更多数据。 如果您正在处理一个数据块，您将在高速缓存命中方面获得巨大的速度优势。

索引的类型不太重要，只要它适合 CPU 寄存器（即不要尝试在 8 位 CPU 上使用long long ），它就会有相同的速度

编辑：还值得一提的是，测量速度很棘手。 您需要多次运行该算法以允许缓存，您需要观察 CPU 上还有什么在运行，甚至还有哪些其他硬件可能正在中断。 除非您非常小心，否则 10% 的速度差异可能会被视为噪音。

Answer 2

它在很大程度上取决于底层架构。 通常最快的数据类型是那些字宽的。 根据我使用 IA32 (x86-32) 的经验，小于/大于 word 数据类型会导致惩罚，有时甚至超过一次 memory 读取一个数据。

一旦进入 CPU 寄存器，通常数据类型长度并不重要（如果整个数据适合一个寄存器，也就是说），而是您用它们完成的操作。 当然浮点运算是最昂贵的； 最快的是加法、减法（也是比较）、按位（移位等）和逻辑运算（和、或...）。

Answer 3

没有关于哪种类型更快或更慢的承诺。 int应该代表机器的自然字长，不管它是什么意思，所以它可能 go 更快。 或更慢，取决于其他因素。

Answer 4

以下是基本整数类型或扩展整数类型的 typedef。

检查快速模式。 您也可以找到其他类型（字符）的快速模组。

图书馆是:: cstdint

uint_fast8_t:: 我的建议

http://www.cplusplus.com/reference/cstdint/

??您可能需要了解您正在使用的机器的体系结构！！

Answer 5

正如所说， int在大多数情况下代表机器字。 因此int将具有与处理器寄存器相同的长度，因此不会执行任何其他操作来将int放入寄存器而不是返回 RAM。

如果您使用char ，它比int小 4 倍（在 x86 系统上），也比处理器寄存器小 4 倍。 所以在将它放入 RAM 之前，它应该被截断。 结果使用了更多的时间。

此外，具有 32 位寄存器的处理器无法执行 8 位数字的操作。 如果将 char 添加到 char，则它们都将被注册。 所以每个寄存器将有 8 位的 char 值和 24 位的垃圾。 将添加两个 32 位值，然后结果将被截断为 8 位。 char和short同时工作的原因是使用了相同数量的附加操作。 而对于int额外的操作没有完成。

我想补充一点，处理器int和unsigned int完全相同，因为它以相同的方式对待它们。 对于某些编译器， int和long int也可能相同。

所以最快的 integer 类型是长度与机器字相同的类型。 如果您使用比机器字更小的类型，程序将运行得更慢。