c++步骤作为效率

Question

这是一个关于估算效率的原则的问题。在我的一个项目中，我遇到了这样的情况:函数获得两个正整数，并返回两个正整数中最低的一个。我想知道，我通常使用的方法，在计算步骤的数量上，是否是估算效率的一种比较准确的方法，以及是否有其他方法，或者我是否应该总是简单地比较它们运行的速度。

Function(int a, int b)
{
    int lowest = a - b;                   //3 steps, allocating, assigning and calculating
    lowest = lowest * lowest / lowest;    //3 steps, 2 in calculating, 1 in assigning
    //6 steps total

    return lowest;
}

Function(int a, int b)
{
    int lowest;        //1 step in allocating
    if(a > b){         // 2 steps, 1 in comparing, 1 in picking the outcome
        lowest = b;        // 1 step in assigning
                           // Total 4 steps
    }else{
        lowest = a;        // 1 step in assigning
                           // Total 4 steps
    }
    return lowest;
}

在这种情况下，我会选择函数2，因为它的步骤似乎较少。

Answer 1

计数步骤是分析算法渐近效率的一种方法。这是一种衡量算法扩展到更大输入的程度的度量。

然而，要比较两个函数的速度，对于一个固定的输入大小，我们确实需要看看它们实际执行的速度。数数步骤充其量不过是一个粗略的指南，因为：

1. 执行的步骤不是C++语句，而是它们编译到的机器代码指令
2. 即使您的C++语句被编译成相同数量的指令(它们可能没有编译)，指令也不会都采用相同的时钟周期来执行
3. 即使它们都有相同的概念延迟，这些函数也可能是内联的，这意味着孤立地考虑它们并不那么有用。您需要知道它们如何影响每个呼叫站点的优化代码。

关于哪些操作可能比其他操作慢，有很多经验规则，但唯一确定的方法是测量，在尽可能接近真实用例的情况下进行度量。

备注

在这一具体守则中：

• 版本1看上去不像是给出了正确的结果，但是忽略了这一点--它有更多的步骤，但它们大多是整数算法，这是经过大量优化的，通常速度很快。
• 第2版的步骤较少，但其中一个步骤是分支(if)，这在历史上是缓慢的。 有些体系结构允许同时执行两个分支( if和both )，这可能会使它再次快速执行。它还可能导致分支预测溢出，对其他代码产生连锁效应，从而减慢其他代码的运行速度。

Answer 2

对于这种大小的函数，它几乎肯定不重要，因为函数无论如何都会运行得太快。

然而，对于大量的计算，该方法肯定是正确的。事实上，像这样计算“步骤”是计算机科学中称为“算法分析”的子领域的基础。

在实践中，您需要更多的步骤才能真正做到这一点--至少有几十万个步骤，除非这些步骤非常昂贵。