std::is_same对代码的性能有影响吗？

Question

is_same 对代码性能是否有影响？我在代码中多次使用它来检查是否必须使用 std::less 或 std::greater 并根据它们检索特定值。我的测试足以证明 std::is_same 在我的情况下实际上没有影响代码性能吗？

这个代码比那个复杂得多，我必须使用模板。我尽可能地模仿了使用 is_same 的位置。

我使用了编译器选项 -O3 编译并运行了代码。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <chrono> 

using namespace std::chrono; 
using namespace std;

template<typename T>
int returnVal(T compare) {
    std::vector<int> v = {1,2,3,4};
    if(std::is_same<T,std::greater<int>>::value) {
        return std::min(v[0], v[1], compare);
    } else {
        return std::min(v[2], v[3], compare);
    }
}

int returnValNoTemplate(bool b) {
    std::vector<int> v = {1,2,3,4};
    if(b == true) {
        return std::min(v[0], v[1]);
    } else {
        return std::min(v[2], v[3]);
    }
}


int main()
{   
    
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
      auto start = high_resolution_clock::now(); 
      for(int i  = 0; i < 100000;++i) {
        int x = returnVal(std::greater<int>());
      }
    
      auto stop = high_resolution_clock::now();
      auto duration = duration_cast<microseconds>(stop - start); 
      cout <<"is_same duration:" <<  duration.count() << "\n" << endl; 
    
      auto start1 = high_resolution_clock::now(); 
      for(int i  = 0; i < 100000;++i) {
       int y = returnValNoTemplate(true);
      }
      auto stop1 = high_resolution_clock::now();
      auto duration1 = duration_cast<microseconds>(stop1 - start1); 
      cout <<"No template duration:" <<  duration1.count() << "\n" << endl; 
    }

    return 0;
}

---

R1：is_same持续时间：4052，无模板持续时间：4041

R2：is_same持续时间：3954，无模板持续时间：3950

R3：is_same持续时间：3963，无模板持续时间：3973

R4：is_same持续时间：4008，无模板持续时间：4048

R5：is_same持续时间：3948，无模板持续时间：3998

R6：is_same持续时间：4130，无模板持续时间：4036

R7：is_same持续时间：3932，无模板持续时间：3948

R8：is_same持续时间：4183，无模板持续时间：4088

R9：is_same持续时间：4731，无模板持续时间：5062

R10：is_same持续时间：4018，无模板持续时间：4887

---

#交换测试#

R1：无模板持续时间：5729，is_same持续时间：5474

R2：无模板持续时间：3988，is_same持续时间：4039

R3：无模板持续时间：3996，is_same持续时间：4114

R4：无模板持续时间：4063，is_same持续时间：4068

R5：无模板持续时间：3979，is_same持续时间：4096

R6：无模板持续时间：4159，is_same持续时间：4020

R7：无模板持续时间：3990，is_same持续时间：4086

R8：无模板持续时间：4001，is_same持续时间：4055

R9：无模板持续时间：4048，is_same持续时间：4088

R10：无模板持续时间：4070，is_same持续时间：4017

- Hani Gotc

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如果它真的这样做了，我会感到惊讶。我一直认为这些检查是在编译时发生的，并且函数是生成来处理每种类型的。 - smac89

在测试性能时，非常重要的一点是使用已开启编译器优化（也称为“发布版本”）的构建代码进行测试。大多数编译器的默认设置都是进行未优化的调试构建。未优化的构建速度非常慢，而且通常存在着优化构建可以完全消除的问题。不要对调试构建进行基准测试，这没意义，并且根本不能反映最终发布构建的真实性能。 - Jesper Juhl

从理论上讲，模板版本可能表现更好，因为std::is_same在编译时解析。由于您正在将常量值传递给另一个版本，我预计编译器在这种情况下会为两者生成相同的汇编代码。无论哪种方式，我怀疑差异都几乎无法检测到。 - Miles Budnek

std::is_same是一个编译时常量，就好像你在它的位置上写了 true 或者 false。因此，性能特性将与使用字面值 true 或 false 完全相同 -- 即使使用 -O0 编译器也会消除条件和 false 分支（gcc和clang都这样做）。 - cdhowie

交换测试的顺序可能会改变结果。 - Alan Birtles

Answer 1

std::is_same是一种编译时检查，它使用两种不同的模板形式实现。其中一个模板包含1个类型，另一个模板包含2个类型。

std::is_same<T, T> //If the compiler resolves to this it is the same type;
std::is_same<T, U> //If the compiler resolves to this it is 2 types;

实现返回一个类型，然后进行转换为bool，解析为true或false，从而生成代码中的一条路径。

- yugami

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@SergeyA 我尝试进一步澄清。 - yugami