C++ - 最快的 integer 類型？

Question

我一直在對算法進行基准測試，沒有必要知道細節。 主要組件是緩沖區（原始整數數組）和索引器（整數 - 用於訪問緩沖區中的元素）。

緩沖區最快的類型似乎是 unsigned char，以及 short、int、long 的有符號和無符號版本。 但是 char/signed char 速度較慢。 差異：1.07 倍。

對於索引器，有符號和無符號類型之間沒有區別。 然而，int 和 long 比 char 和 short 快 1.21 倍。

在考慮性能而不是 memory 消耗時，是否應該默認使用一種類型？

注意：用於緩沖區和索引器元素的操作是賦值、遞增、遞減和比較。

Answer 1

通常最大的勝利來自緩存。

如果您的數據值足夠小，可以容納 8 位，那么與使用 int 並浪費 3 個字節/值相比，您可以在 CPU 緩存中容納更多數據。 如果您正在處理一個數據塊，您將在高速緩存命中方面獲得巨大的速度優勢。

索引的類型不太重要，只要它適合 CPU 寄存器（即不要嘗試在 8 位 CPU 上使用long long ），它就會有相同的速度

編輯：還值得一提的是，測量速度很棘手。 您需要多次運行該算法以允許緩存，您需要觀察 CPU 上還有什么在運行，甚至還有哪些其他硬件可能正在中斷。 除非您非常小心，否則 10% 的速度差異可能會被視為噪音。

Answer 2

它在很大程度上取決於底層架構。 通常最快的數據類型是那些字寬的。 根據我使用 IA32 (x86-32) 的經驗，小於/大於 word 數據類型會導致懲罰，有時甚至超過一次 memory 讀取一個數據。

一旦進入 CPU 寄存器，通常數據類型長度並不重要（如果整個數據適合一個寄存器，也就是說），而是您用它們完成的操作。 當然浮點運算是最昂貴的； 最快的是加法、減法（也是比較）、按位（移位等）和邏輯運算（和、或...）。

Answer 3

沒有關於哪種類型更快或更慢的承諾。 int應該代表機器的自然字長，不管它是什么意思，所以它可能 go 更快。 或更慢，取決於其他因素。

Answer 4

以下是基本整數類型或擴展整數類型的 typedef。

檢查快速模式。 您也可以找到其他類型（字符）的快速模組。

圖書館是:: cstdint

uint_fast8_t:: 我的建議

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

??您可能需要了解您正在使用的機器的體系結構！！

Answer 5

正如所說， int在大多數情況下代表機器字。 因此int將具有與處理器寄存器相同的長度，因此不會執行任何其他操作來將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 系統上），也比處理器寄存器小 4 倍。 所以在將它放入 RAM 之前，它應該被截斷。 結果使用了更多的時間。

此外，具有 32 位寄存器的處理器無法執行 8 位數字的操作。 如果將 char 添加到 char，則它們都將被注冊。 所以每個寄存器將有 8 位的 char 值和 24 位的垃圾。 將添加兩個 32 位值，然后結果將被截斷為 8 位。 char和short同時工作的原因是使用了相同數量的附加操作。 而對於int額外的操作沒有完成。

我想補充一點，處理器int和unsigned int完全相同，因為它以相同的方式對待它們。 對於某些編譯器， int和long int也可能相同。

所以最快的 integer 類型是長度與機器字相同的類型。 如果您使用比機器字更小的類型，程序將運行得更慢。