Zmienne wydajniejsze od wskaźników.

Question

Witam!

Mam problem ze zrozumieniem dlaczego mój komputer radzi sobie szybciej operując na zmiennych i sięgając po ich adresy do magistrali, niż kiedy ma podany adres poprzez wskaźnik. W każdym programie mierzącym czas(w tym m.in. program napisany przez p. Mirosława Zelenta) tych obu sposobów wychodzi na to, że na moim komputerze zmienne są wydajniejsze od wskaźników. Prosiłbym o wytłumaczenie dlaczego tak się dzieje.

#include <iostream>
#include <time.h>
#include <cstdlib>

using namespace std;

int ile;
clock_t start, stop;
double czas;

int main()
{
    cout << "Ile liczb w tablicy: ";
    cin>>ile;

    //dynamiczna alokacja tablicy
    int *tablica;
    tablica=new int [ile];

    //zacznij odliczac czas
    start = clock();
    //wczytywanie liczb do tablicy
    for (int i=0; i<ile; i++)
    {
        tablica[i]=i;
        tablica[i]+=50;
    }
    stop = clock();
    czas = (double)(stop - start) / CLOCKS_PER_SEC;
    cout<<"Czas zapisu (bez wskaznika): "<<czas<<" s"<<endl;

    delete [] tablica;

    //ponowna alokacja tablicy
     tablica=new int [ile];
	 int *wskaznik=tablica;

    //zacznij odliczac czas
    start = clock();
    //wczytywanie liczb do tablicy
    for (int i=0; i<ile; i++)
    {
        *wskaznik = i;
        *wskaznik+=50;
        wskaznik++;
    }
    stop = clock();
    czas = (double)(stop - start) / CLOCKS_PER_SEC;
    cout<<"Czas zapisu (ze wskaznikiem): "<<czas<<" s";

    delete [] tablica;

    return 0;
}

Comments

A spróbuj tak, że czas zaczniesz odliczać dopiero wtedy, kiedy zostanie wpisana wartość do pierwszej komórki. Tzn przed rozpoczęciem odliczania wpisz cokolwiek do tablic.

Sprawdź też, czy jak zmienisz miejscami liczenie dla tablicy i ze wskaźnikiem to będą się różnić.

---

To widocznie tak jest u ciebie, bo u mnie jest znacznie szybciej używając wskaźników:

#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
    std::size_t size = 0;
    std::cin>>size;

    {
        int* const array = new int[size];

        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for (std::size_t i = 0;i < size; ++i) {
            array[i] = (int)i;
            array[i] += 50;
        }
        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count();

        std::cout << "Without pointers: " << duration << "ms." << std::endl;

        delete [] array;
    }

    {
        int* const array = new int[size];
        int* pointer = array;

        auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        for (std::size_t i = 0;i < size; ++i) {
            *pointer = (int)i;
            *pointer += 50;
            ++pointer;
        }
        auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        auto duration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start).count();

        std::cout << "With pointers: " << duration << "ms." << std::endl;

        delete [] array;
    }
}

Wynik dla 1000000:

1000000
Without pointers: 18ms.
With pointers: 9ms.

 Kompilowane komendą:

g++-7 test.cpp

 

---

JAKUBW, dlaczego są tam 2x otwarte nawiasy w mainie, a w nich te różne instrukcje? Co to oznacza?

---

Coś na zasadzie funkcji, albo wykonanie dwóch programów w jednej funkcji main.

Answer 1

Wstaw kod i wyniki

Comments

Pytanie zostało zaaktualizowane

---

Możliwe, że jest to spowodowane szybką przepustowością magistrali lub inną technologią, którą twój komputer obsługuje. Ale pytanie bardzo ciekawe 

---

...lub optymalizacją kompilatora. Szkoda że nie mam czasu się temu dokładnie przyjrzeć, ale będę obserwował temat, może któryś z Pasjonatów to zrobi. :)

Answer 2

Mogę się mylić, ale napewno wskaźniki i tablice mają wiele wspólnego.

int tablica [5] {1,2,3,4,5};

Dostęp do poszczególnych wartości można mieć na kilka sposobów:

tablica[0]; //to wartość 1

*(tablica); //to też wartość 1

tablica; //to adres pierwszego elementu w tablicy

tablica+1; //to adres drugiego elementu tablicy (o indeksie 1);

*(tablica+1); //to wartość elementu spod indeksu 1

 

Tak więc, tablica zawiera jakby adresy do elementów, a zapis: nazwa_tablicy [nr_indeksu] tak jakby od razu wyłuskuje wartość spod tego adresu. Dla tego myślę, że w obydwóch przypadkach korzystałeś ze wskaźników.

 

Proponuję, żebyś program wykonał kilkanaście razy i sprawdził czy przypadkiem nie będzie sytuacji, że raz pierwszy zapis będzie wydajniejszy od drugiego, a potem na odwrót.

 

Wiem, że wygrałem złotą łopatę, ale skoro już się znalazłem w tym wątku...