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C ++で標準の演算子よりもmemcpyを使用する必要があるのはどのような場合ですか？

いつmemcpyを使用してパフォーマンスを向上させることができますか、それを使用することでどのようなメリットがありますか？例えば：

float a[3]; float b[3];

コードです：

memcpy(a, b, 3*sizeof(float));

速いこれよりも？

a[0] = b[0];
a[1] = b[1];
a[2] = b[2];
c++performancememoryallocationcopying
33
Patryk Czachurski

効率を気にする必要はありません。
クリーンで保守可能なコードを記述します。

非常に多くの回答がmemcpy（）が非効率的であることを示していることに私は悩まされています。メモリのブロックをコピーする最も効率的な方法となるように設計されています（Cプログラムの場合）。

だから私はテストとして以下を書きました：

#include <algorithm>

extern float a[3];
extern float b[3];
extern void base();

int main()
{
    base();

#if defined(M1)
    a[0] = b[0];
    a[1] = b[1];
    a[2] = b[2];
#Elif defined(M2)
    memcpy(a, b, 3*sizeof(float));    
#Elif defined(M3)
    std::copy(&a[0], &a[3], &b[0]);
 #endif

    base();
}

次に、コードを比較すると、以下が生成されます。

g++ -O3 -S xr.cpp -o s0.s
g++ -O3 -S xr.cpp -o s1.s -DM1
g++ -O3 -S xr.cpp -o s2.s -DM2
g++ -O3 -S xr.cpp -o s3.s -DM3

echo "=======" >  D
diff s0.s s1.s >> D
echo "=======" >> D
diff s0.s s2.s >> D
echo "=======" >> D
diff s0.s s3.s >> D

これは次の結果をもたらしました：（手で追加されたコメント）

=======   // Copy by hand
10a11,18
>   movq    _a@GOTPCREL(%rip), %rcx
>   movq    _b@GOTPCREL(%rip), %rdx
>   movl    (%rdx), %eax
>   movl    %eax, (%rcx)
>   movl    4(%rdx), %eax
>   movl    %eax, 4(%rcx)
>   movl    8(%rdx), %eax
>   movl    %eax, 8(%rcx)

=======    // memcpy()
10a11,16
>   movq    _a@GOTPCREL(%rip), %rcx
>   movq    _b@GOTPCREL(%rip), %rdx
>   movq    (%rdx), %rax
>   movq    %rax, (%rcx)
>   movl    8(%rdx), %eax
>   movl    %eax, 8(%rcx)

=======    // std::copy()
10a11,14
>   movq    _a@GOTPCREL(%rip), %rsi
>   movl    $12, %edx
>   movq    _b@GOTPCREL(%rip), %rdi
>   call    _memmove

1000000000のループ内で上記を実行するためのタイミング結果を追加しました。

   g++ -c -O3 -DM1 X.cpp
   g++ -O3 X.o base.o -o m1
   g++ -c -O3 -DM2 X.cpp
   g++ -O3 X.o base.o -o m2
   g++ -c -O3 -DM3 X.cpp
   g++ -O3 X.o base.o -o m3
   time ./m1

   real 0m2.486s
   user 0m2.478s
   sys  0m0.005s
   time ./m2

   real 0m1.859s
   user 0m1.853s
   sys  0m0.004s
   time ./m3

   real 0m1.858s
   user 0m1.851s
   sys  0m0.006s
53
Martin York

memcpyを使用できるのは、コピーするオブジェクトに明示的なコンストラクターがなく、そのメンバー（いわゆるPOD、「Plain Old Data」）がない場合のみです。したがって、memcpyに対してfloatを呼び出すことは問題ありませんが、たとえば、_std::string_に対しては誤りです。

ただし、作業の一部はすでに行われています。_std::copy_の_<algorithm>_は、組み込み型（およびおそらく他のすべてのPOD型-STL実装に依存）に特化しています。したがって、std::copy(a, a + 3, b)の記述はmemcpyと同じくらい高速ですが（コンパイラの最適化後）、エラーが発生しにくくなります。

14
crazylammer

コンパイラは特にmemcpy呼び出しを最適化しますが、少なくともclangとgccは最適化します。だからあなたはできる限りそれを好むべきです。

10
ismail

std::copy()を使用します。 g++のヘッダーファイルとして：

このインライン関数は、可能な限りmemmoveの呼び出しに要約されます。

おそらく、Visual Studioの場合とそれほど変わりません。通常の方法で進み、ボトルネックに気付いたら最適化します。単純なコピーの場合、コンパイラーはおそらくすでに最適化されています。

6
Thanatos

このようなmemcpyを使用するなど、時期尚早のマイクロ最適化を行わないでください。割り当てを使用すると、より明確でエラーが発生しにくくなり、適切なコンパイラを使用すると、適切に効率的なコードが生成されます。コードのプロファイルを作成し、割り当てが重大なボトルネックであることがわかった場合に限り、何らかのマイクロ最適化を検討できますが、一般的に、最初のインスタンスでは常に明確で堅牢なコードを記述する必要があります。

5
Paul R

Memcpyのメリットは？おそらく読みやすさ。それ以外の場合は、多数の割り当てを行うか、コピー用のforループを作成する必要があります。どちらもmemcpyを実行するのと同じくらい単純で明確ではありません（もちろん、型が単純であり、構築を必要としない限り/破壊）。

また、memcpyは通常、特定のプラットフォーム向けに比較的最適化されており、単純な割り当てよりも遅くなることはなく、さらに高速になる場合もあります。

4
Jamie

おそらく、Nawazが言ったように、割り当てバージョンはほとんどのプラットフォームで高速である必要があります。これは、2番目のバージョンでは一度に4バイトをコピーできるのに対し、memcpy()はバイト単位でコピーするためです。

常にそうであるように、ボトルネックになると予想されるものが現実と一致することを確認するために、常にアプリケーションをプロファイルする必要があります。

編集
動的配列にも同じことが当てはまります。 C++について言及しているので、その場合はstd::copy()アルゴリズムを使用する必要があります。

編集
これは、Windowsのコード出力ですXP GCC 4.5.0で、-O3フラグでコンパイルされます：

extern "C" void cpy(float* d, float* s, size_t n)
{
    memcpy(d, s, sizeof(float)*n);
}

OPが動的配列も指定したため、この機能を実行しました。

出力アセンブリは次のとおりです。

_cpy:
LFB393:
    pushl   %ebp
LCFI0:
    movl    %esp, %ebp
LCFI1:
    pushl   %edi
LCFI2:
    pushl   %esi
LCFI3:
    movl    8(%ebp), %eax
    movl    12(%ebp), %esi
    movl    16(%ebp), %ecx
    sall    $2, %ecx
    movl    %eax, %edi
    rep movsb
    popl    %esi
LCFI4:
    popl    %edi
LCFI5:
    leave
LCFI6:
    ret

もちろん、ここにいるすべての専門家は何を知っていると思いますrep movsb 手段。

これは割り当てバージョンです：

extern "C" void cpy2(float* d, float* s, size_t n)
{
    while (n > 0) {
        d[n] = s[n];
        n--;
    }
}

これにより、次のコードが生成されます。

_cpy2:
LFB394:
    pushl   %ebp
LCFI7:
    movl    %esp, %ebp
LCFI8:
    pushl   %ebx
LCFI9:
    movl    8(%ebp), %ebx
    movl    12(%ebp), %ecx
    movl    16(%ebp), %eax
    testl   %eax, %eax
    je  L2
    .p2align 2,,3
L5:
    movl    (%ecx,%eax,4), %edx
    movl    %edx, (%ebx,%eax,4)
    decl    %eax
    jne L5
L2:
    popl    %ebx
LCFI10:
    leave
LCFI11:
    ret

一度に4バイト移動します。

0
Simone