c++++ 框架设计的性能优化指南为优化策略提供了一套准则：减少函数调用开销优化数据结构优化算法避免数据副本避免不必要的多态性使用缓存

C++ 框架设计的性能优化指南

引言

在大型 C++ 应用程序和库的开发中，性能优化至关重要。本文将提供一套针对 C++ 框架设计的性能优化指南，通过实战案例阐述优化策略。

优化策略

1. 减少函数调用开销

• 避免不必要的不透明函数调用，例如在循环中创建对象或调用虚函数。
• 使用内联函数来减少函数调用的开销。

2. 优化数据结构

• 选择合适的容器数据结构来符合性能要求。
• 避免不必要的内存分配和释放操作。

3. 优化算法

• 针对特定应用程序，选择最佳算法。
• 使用并行化技术，充分利用多核 CPU。

4. 避免数据副本

• 尽量使用引用或指针，以避免不必要的内存复制。
• 考虑使用 COW（写时复制）技术。

5. 避免不必要的多态性

• 只在需要时使用多态性。
• 使用 rtti（运行时类型信息）时要谨慎。

6. 使用缓存

• 使用缓存来减少对慢速存储介质的访问频率。
• 考虑使用多级缓存策略。

实战案例

减少函数调用开销

// 原代码：
for (int i = 0; i < n; i++) {
  Object *obj = new Object();
  obj->doSomething();
}

// 优化后的代码：
for (int i = 0; i < n; i++) {
  inline_object.doSomething();
}

优化数据结构

// 原代码：
std::vector<Object> objects;
for (int i = 0; i < n; i++) {
  objects.push_back(Object());
}

// 优化后的代码：
std::array<Object, n> objects;

避免不必要的多态性

// 原代码：
class Shape {
public:
  virtual void draw() = 0;
};

// 优化后的代码：
class Circle {
public:
  void draw() override;
};

使用缓存

// 原代码：
int get_value(int key) {
  return read_from_disk(key);
}

// 优化后的代码：
int get_value(int key) {
  int value;
  if (cache.try_get(key, &value)) {
    return value;
  } else {
    value = read_from_disk(key);
    cache.insert(key, value);
    return value;
  }
}

遵循这些优化策略和实战案例，可以显著提升 C++ 框架的性能。