memsetに対してstd :: fill_n（ptr、n、0）からどのようなパフォーマンスが期待できますか？

Question

ポインタのイテレータptrの場合、std::fill_n(ptr, n, 0)はmemset(ptr, 0, n * sizeof(*ptr))と同じことを行うはずです（ただし、@ KeithThompsonのコメントはthis answerを参照してください）。

C++ 11/C++ 14/C++ 17モードのC++コンパイラでは、これらの条件を同じコードにコンパイルすることができますか？そして、/同じコードをコンパイルしないと、-O0とのパフォーマンスに大きな違いがありますか？ -O3？

注：もちろん、答えのいくつか/ほとんどはコンパイラ固有のものかもしれません。私は1つか2つの特定のコンパイラだけに興味がありますが、答えを知っているコンパイラについて書いてください。

Answer 1

答えは、標準ライブラリの実装によって異なります。

たとえば、MSVCには、入力しようとしているタイプに基づいてstd::fill_nの実装がいくつかあります。

char*またはsigned char*またはunsigned char*とstd::fill_nを呼び出し、それが直接の配列を埋めるためにmemsetを呼び出します。

inline char *_Fill_n(char *_Dest, size_t _Count, char _Val) 
{ // copy char _Val _Count times through [_Dest, ...) 
_CSTD memset(_Dest, _Val, _Count); 
return (_Dest + _Count); 
} 

あなたは別のタイプで呼び出した場合、それはループに記入します：

template<class _OutIt, 
class _Diff, 
class _Ty> inline 
_OutIt _Fill_n(_OutIt _Dest, _Diff _Count, const _Ty& _Val) 
{ // copy _Val _Count times through [_Dest, ...) 
for (; 0 < _Count; --_Count, (void)++_Dest) 
    *_Dest = _Val; 
return (_Dest); 
} 

あなたの特定のコンパイラと標準ライブラリの実装上のオーバーヘッドを決定するための最良の方法は、とのコードをプロファイリングするだろうが両方の呼び出し。

Answer 2

memsetが適切なすべてのシナリオ（つまり、すべてのオブジェクトがPOD）では、どのレベルの最適化を有効にしても、2つのステートメントが同等であることがわかります。

memsetが適切でないシナリオの場合、memsetを使用すると不正なプログラムが発生するため、比較が妥当ではありません。あなたが簡単なgodbolt（および多くの他）などのツールを使って自分自身で確認することができます

：

例えば、gcc6.2これら二つの機能には、最適化レベル-O3と文字通り同じコードを生成します。

#include <algorithm> 
#include <cstring> 

__attribute__((noinline)) 
    void test1(int (&x) [100]) 
{ 
    std::fill_n(&x[0], 100, 0); 
} 

__attribute__((noinline)) 
    void test2(int (&x) [100]) 
{ 
    std::memset(&x[0], 0, 100 * sizeof(int)); 
} 

int main() 
{ 
    int x[100]; 
    test1(x); 
    test2(x); 
} 

https://godbolt.org/g/JIwI5l