变体与继承与其他方式(性能)

小开

std::visit在某些实现上似乎还缺乏一些优化。也就是说，在这个类似于实验室的设置中，有一个中心点并不十分明显，那就是基于变异的设计是基于堆栈的，而虚拟的继承遗产模式则自然而然地倾向于基于堆的设计。在现实场景中，这意味着内存布局可能会非常碎片化(也许随着时间的推移——一旦对象离开缓存等等)——除非可以以某种方式避免。相反的是基于变异的设计，可以在邻接内存中布局。我相信这是一个 非常重要要考虑的一点，当性能是不可低估的。

为了说明这一点，考虑以下几点:

std::vector<Base*> runtime_poly_;//risk of fragmentation

对。

std::vector<my_var_type> cp_time_poly_;//no fragmentation (but padding 'risk')

这种碎片有点难以内置到像这样的基准测试中。如果这是(也)在比亚内的声明的背景下，我不清楚，当他说，它可能会更快(我相信是真的)。

基于 std::variant的设计需要记住的另一件事是，每个元素的大小占用了尽可能大的元素的大小。因此，如果对象没有大致相同的大小，就必须仔细考虑，因为这可能会对缓存造成不良影响。

综合考虑这些要点，很难说在一般情况下使用哪种风格最好——然而，如果集合是一个大致相同大小的封闭的“小”风格，那么变体风格显示出更快的巨大潜力(正如 bjarne 所指出的) ，这一点应该足够清楚。

我们现在只考虑性能，选择一种或另一种模式确实还有其他原因: 最后，你只需要走出舒适的“实验室”，设计和基准测试你真实世界的用例。

小开

如果您可以保证变量不会因异常而为空，那么您可以将它们与访问实现进行匹配。下面是一个访问访问者，它可以很好地匹配上面的虚拟访问者和 jmp 表的内联访问者。https://gcc.godbolt.org/z/kkjACx

struct overload : Fs... {
using Fs::operator()...;
};


template <typename... Fs>
overload(Fs...) -> overload<Fs...>;


template <size_t N, typename R, typename Variant, typename Visitor>
[[nodiscard]] constexpr R visit_nt(Variant &&var, Visitor &&vis) {
if constexpr (N == 0) {
if (N == var.index()) {
// If this check isnt there the compiler will generate
// exception code, this stops that
return std::forward<Visitor>(vis)(
std::get<N>(std::forward<Variant>(var)));
}
} else {
if (var.index() == N) {
return std::forward<Visitor>(vis)(
std::get<N>(std::forward<Variant>(var)));
}
return visit_nt<N - 1, R>(std::forward<Variant>(var),
std::forward<Visitor>(vis));
}
while (true) {
}  // unreachable but compilers complain
}


template <class... Args, typename Visitor, typename... Visitors>
[[nodiscard]] constexpr decltype(auto) visit_nt(
std::variant<Args...> const &var, Visitor &&vis, Visitors &&... visitors) {
auto ol =
overload{std::forward<Visitor>(vis), std::forward<Visitors>(visitors)...};
using result_t = decltype(std::invoke(std::move(ol), std::get<0>(var)));


static_assert(sizeof...(Args) > 0);
return visit_nt<sizeof...(Args) - 1, result_t>(var, std::move(ol));
}


template <class... Args, typename Visitor, typename... Visitors>
[[nodiscard]] constexpr decltype(auto) visit_nt(std::variant<Args...> &var,
Visitor &&vis,
Visitors &&... visitors) {
auto ol =
overload(std::forward<Visitor>(vis), std::forward<Visitors>(visitors)...);
using result_t = decltype(std::invoke(std::move(ol), std::get<0>(var)));


static_assert(sizeof...(Args) > 0);
return visit_nt<sizeof...(Args) - 1, result_t>(var, std::move(ol));
}


template <class... Args, typename Visitor, typename... Visitors>
[[nodiscard]] constexpr decltype(auto) visit_nt(std::variant<Args...> &&var,
Visitor &&vis,
Visitors &&... visitors) {
auto ol =
overload{std::forward<Visitor>(vis), std::forward<Visitors>(visitors)...};
using result_t =
decltype(std::invoke(std::move(ol), std::move(std::get<0>(var))));


static_assert(sizeof...(Args) > 0);
return visit_nt<sizeof...(Args) - 1, result_t>(std::move(var), std::move(ol));
}


template <typename Value, typename... Visitors>
inline constexpr bool is_visitable_v = (std::is_invocable_v<Visitors, Value> or
...);

您首先使用变体调用它，然后是访问者。这里是更新6快板，它添加了 Alt = “ Quickbench 基准测试，显示了 access _ nt 的性能”> 。链接到这个板凳是这里 http://quick-bench.com/98aSbU0wWUsym0ej-jLy1POmCBw

因此，我认为决定是否参观归根结底是什么更具表现力和意图更明确。这两种方式都可以实现性能。

小开

基于更新6 http://quick-bench.com/LhdP-9y6CqwGxB-WtDlbG27o_5Y

我想我们不能比较时间，但相对于彼此，结果似乎不同，足以显示库实现中的选择。

Visual 2019 v16.8.3
Cl 19.28.29335 x64

在/std 中编译: c + + 17

 Run on (8 X 3411 MHz CPU s)
CPU Caches:
L1 Data 32 KiB (x4)
L1 Instruction 32 KiB (x4)
L2 Unified 256 KiB (x4)
L3 Unified 8192 KiB (x1)


-------------------------------------------------------------------
Benchmark                         Time             CPU   Iterations
-------------------------------------------------------------------
TradeSpaceForPerformance       5.41 ns         5.47 ns    100000000
Virtual                        11.2 ns         10.9 ns     56000000
FunctionPointerList            13.2 ns         13.1 ns     56000000
Index                          4.37 ns         4.37 ns    139377778
GetIf                          4.79 ns         4.87 ns    144516129
HoldsAlternative               5.08 ns         5.16 ns    100000000
ConstexprVisitor               4.16 ns         4.14 ns    165925926
StructVisitor                  4.26 ns         4.24 ns    165925926
Overload                       4.21 ns         4.24 ns    165925926

小开

我在这里添加了 AutoVisit和 ConstVisit: https://quick-bench.com/q/qKvbnsqH1MILeQNWg3XpFfS9f3s

    auto res = std::visit([](auto && v) { return v.get(); }, *package);

这是目前为止最短的解决方案。

并将所有随机 init 内容移动到宏中，以提高各种实现的可读性。

变体与继承与其他方式(性能)

更新(二)

更新(三)

更新(四)

更新(五)

更新(六)