返回静态向量的引用速度较慢

Question

我正在设置一个缓存来绘制一些形状。我的方法如下：

我创建了一个名为OrbitCacheManager.h的类，它长这样：

#ifndef OrbitCacheManager_h
#define OrbitCacheManager_h
#include <vector>
#include "cache_0_0.h"
#include "cache_1_0.h"
// many more includes

namespace Core {

   class OrbitCacheManager
   {
   public:
        static std::pair<float,float> getValue(const std::pair<int,int>& type, float phase, float param)
        {
            auto cache = getCacheData(type);
            // interpolate values based on phase and param
            return calculated_value;
        }
   private:
        static std::vector<std::pair<float,float>>& getCacheData(const std::pair<int,int>& type)
        {
            if (type.first == 0 && type.second == 0) return cache_0_0::values;
            if (type.first == 1 && type.second == 0) return cache_1_0::values;
            // etc
        }

缓存文件长这样：

cache_0_0.h:

#ifndef cache_0_0_h
#define cache_0_0_h 
#include <vector>
namespace Core {
class cache_0_0{
public:
    static std::vector<std::pair<float,float>> values;
};
};
#endif

cache_0_0.cpp:

#include "cache_0_0.h"
using namespace Core;
std::vector<std::pair<float,float>> cache_0_0::values = {
{ 0.000000, 1.000000 },     { 0.062791, 0.998027 }, // etc

这个应该这样运行：

for (some phase range) {
    auto v = OrbitCacheManager::getValue(type, phase, param);
    // do something with v
}

这种方法执行速度非常慢，分析工具显示CPU峰值很高，用户界面也非常卡顿。

当我将OrbitCacheManager.h中的getCacheData方法重构为以下内容时：

static std::vector<std::pair<float,float>>* getCacheData(const std::pair<int,int>& type) 
{
    if (type.first == 0 && type.second == 0) return &(cache_0_0::values);

一切都开始按预期运行。

我的问题是，为什么这个改变会如此显著地增加速度？

我正在使用IOS上的clang c++11。

- andrés

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你应该说明编译代码时使用的编译器选项。如果你正在运行未经优化的代码，则所显示的时间是没有意义的。 - PaulMcKenzie

在for循环范围内使用auto与auto&的类似问题，可能不是重复，但可能相关。 - Slava

Answer 1

你可能正在通过引用返回它，但是你正在存储在另一个对象中，因此仍然会进行昂贵的复制：

 auto& cache = getCacheData(type);

如果你希望返回一个引用而不是拷贝，请在返回值前添加&。

这样的话，在你需要保留引用而不是拷贝时，代码中的任何地方都可以使用它。

- Matthieu Brucher

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@NathanOliver添加了一个参考注释并修正了答案。 - Matthieu Brucher

是的，就是那样！我以为auto已经有了引用。 - andrés

auto可以捕获const，但它不会捕获 &。 - Matthieu Brucher

@MatthieuBrucher 如果没有引用，auto 也不会捕获 const。它使用的规则与模板参数推导完全相同。 - Angew is no longer proud of SO

@MatthieuBrucher 是的，auto & 可以变成 const T &，但是普通的 auto 永远不会变成 const T。我觉得这个评论有点误导性。 - Angew is no longer proud of SO