字符數組的快速比較？

Question

我目前正在一個代碼庫中工作，其中 IPv4 地址表示為指向u_int8指針。 相等運算符是這樣實現的：

bool Ipv4Address::operator==(const u_int8 * inAddress) const
{
    return (*(u_int32*) this->myBytes == *(u_int32*) inAddress);
}

這可能是禁食的解決方案，但它會導致 GCC 編譯器警告：

ipv4address.cpp:65: warning: dereferencing type-punned pointer will break strict-aliasing rules

如何在不破壞嚴格混疊規則且不損失性能點的情況下正確重寫比較？

我已經考慮使用memcmp或這個宏：

#define IS_EQUAL(a, b) \
    (a[0] == b[0] && a[1] == b[1] && a[2] == b[2] && a[3] == b[3])

我認為宏是最快的解決方案。

你有什么建議嗎？

更新
我剛剛閱讀了文章Squeezing performance out of memcmp usage ，它解釋了編譯器（Visual Studio，但也許還有 GCC）如何優化!memcmp(..)調用。

Answer 1

我會去 memcmp()

1. 它更便攜
2. 我通常盡量不比我的編譯器/語言更聰明。 您正在嘗試比較內存內容（也取決於編譯器選項） memcmp() 的實現應該是最有效的方法。

還認為如果您的編譯器沒有內聯 memcmp() 您將遭受函數上下文切換

你確定你需要這么努力優化嗎？ 您是否已經檢查過您的程序是否大部分時間都在執行此類操作？

Answer 2

您從 GCC 收到錯誤的原因是長度超過 1 個字節的任何內容都喜歡與對象大小倍數的地址對齊。 32 位整數喜歡從 32 位邊界開始。 char變量（有符號、無符號或普通）可以位於任何字節邊界上，例如 3，它不適用於處理器的 32 位提取。

在您的情況下，對於 4 個字節（32 位），調用memcmp開銷可能比實際比較字節的代碼要多。

嘗試這個：

bool Ipv4Address::operator==(const u_int8 * inAddress) const
{
    return myBytes[0] == inAddress[0]
        && myBytes[1] == inAddress[1]
        && myBytes[2] == inAddress[2]
        && myBytes[3] == inAddress[3];
}

看媽，成員函數代碼不用this-> ！

至於效率，這段代碼可能可以在調用memcpy並從中執行 return 的同時執行（不執行memcpy的內容）。 這是假設memcpy沒有內聯。 知道編譯器庫是如何為通用和大型案例編寫的，我懷疑這段代碼仍然比memcpy的內聯版本更小更快。 雖然證明是打印兩個版本的匯編列表並進行比較。

編輯：
注意：將實現聲明為內聯或將代碼放在類聲明中，比定義危險的宏要好。 它將更安全並且包含相同數量的代碼。 我喜歡內聯方法版本，因為它更具可讀性且更易於維護。