在结构体中初始化常量数组

Question

在结构体中初始化常量数组

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致Stack Overflow会员，

我正在编写一个需要多个循环的模拟器（有时超过100万次），每个循环都涉及到大量计算。因此，循环节省10毫秒可以导致节省超过160分钟的计算时间。因此，我正在努力进行所有可能的代码优化。之前，我将所有系统参数从文件中导入到向量中。后来我意识到：

调用常量int / double / ...比调用常规int / double / ...更快
使用数组比使用向量更快
我不需要std :: string的全部功能，并且可以制作一个简单的仿制版本来使用

最初，我天真地认为我可以将std :: vector 转换为std :: vector 。由于我也在尝试使用Linux跨平台，我发现Visual Studio Express编译器忽略了无法像那样声明const的事实（而Linux则抛出了大量错误）。

我决定在初始化的结构体中使用常量数组；但是，我无法找到正确初始化它的方法。（我遇到的大部分/所有帮助论坛都说要声明static const int *并将其作为全局变量进行初始化，但我认为这对我所需的目的无效）。我终于开发出了这个最终解决方案，但我相信我犯了一个“禁忌”，因为我最终使用指针声明常量。它可以编译和运行而没有错误，所以我想知道，使用指针初始化常量数组是否有问题？如果有的话，还有什么其他的方法可以做到这一点吗？（我理解用这种方式获取所有数据可能会更慢，但在时间重要的部分，调用应该更快...我想）

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <conio.h>

#if defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
#define gsize _msize
#else
#define gsize malloc_usable_size
#endif

struct testy{
    const int *i;
    const double *d;
    testy(){
        i=(const int *)malloc(0);
        d=(const double *)malloc(0);
    }
};

inline const int* getDat(const int* dst, int* src){
    dst=(const int*)realloc((void *)dst,gsize((void *)src)); // Allocate enough memory to hold the data
    return src;
}

inline const double* getDat(const double* dst, double* src){
    dst=(const double*)realloc((void *)dst,gsize((void *)src)); // Allocate enough memory to hold the data
    return src;
}

int main(){
    testy data;
    int *tmp_i = (int *)malloc(0);
    double *tmp_d = (double *)malloc(0);

    for(int i=0;i<3;i++){ // load empty array with what i want
        tmp_i=(int*)realloc((void *)tmp_i,gsize((void *)tmp_i)+1*sizeof(int)); // Increase size by one
        tmp_i[i]=i;
    }
    for(int i=0;i<3;i++){ // load empty array with what i want
        tmp_d=(double*)realloc((void *)tmp_d,gsize((void *)tmp_d)+1*sizeof(double)); // Increase size by one
        tmp_d[i]=i;
    }

    data.i=getDat(data.i,tmp_i);
    data.d=getDat(data.d,tmp_d);

    printf("\nIntegers\n");
    for(int i=0;i<(gsize((void *)data.i)/sizeof(int));i++)
        printf("%d\t",data.i[i]);

    printf("\nDoubles\n");
    for(int i=0;i<(gsize((void *)data.d)/sizeof(double));i++)
        printf("%lg\t",data.d[i]);

    free(tmp_i); free(tmp_d);
    _getch();
    return 0;
}

我从这段代码中删除了仿冒字符串及其使用，因为声明该数组存在一些问题，而且我不想在这里问更多的问题。

- hherbol

如果你想要速度，最好避免使用堆内存。 - aaronman

使用堆内存没有问题 - 通常比糖浆慢的是分配和释放。理想情况下，在开始迭代之前从系统分配器获取所需的所有内存。 - Casey

如果我不在初始化期间关心速度，但是在访问数据时关心速度，那么动态分配还重要吗？我认为一旦完成了所有的分配（并且假设我之后不会重新分配，这是不应该的），动态初始化变量的行为就像常规初始化变量一样。 - hherbol

@Casey 实际上堆仍然可能会更慢，但是我更多的是开个玩笑，因为 OP 已经假设 vector 对他的目的太慢了，而同时使用另一个 SO 经常批评的特性。 - aaronman

@Casey：“栈更快，因为它的访问模式使得从中分配和释放内存变得很容易（指针/整数只需递增或递减），而堆则在分配或释放时涉及更复杂的簿记。此外，栈中的每个字节往往会被频繁重用，这意味着它往往会映射到处理器的缓存中，使其非常快。” - aaronman

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1个回答

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原文链接

- Ed Heal · Accepted Answer

移除realloc。它很昂贵，并且会导致内存碎片化。
const 不会有任何区别 - 最终您必须访问内存，const 只是确保您不会更改不应更改的内容。
如果值是不可变的，请将像 (gsize((void *)data.d)/sizeof(double) 这样的东西放在 for 循环之外。这可以避免每次循环都进行一次函数调用。
使内存高速缓存正常工作。即按顺序访问内存中的数据。从内存传输到处理器的数据可以轻松地进行预取。
对于任何复杂操作（您未展示），请使用一些代数方法简化方程式。如可能，请尽可能使用整数而不是 double，这取决于问题空间。