Почему в данном случае работа с заранее выделенной памятью медленнее чем с динамической?

@Undisputed · Регистрация: 10.06.2014

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Написал функцию которая на основе списка выделяет память и при каждом вызове возвращает указатель на следующий элемент для объекта.
Код где используется заранее выделенная память обернул в std::chrono::nanoseconds, что бы получить время исполнения с помощью вычисления разности ДО и ПОСЛЕ выполнения. Вариант с заранее выделенной памятью почему то оказался медленнее

Вариант с заранее выделенной памятью (результат: http://rextester.com/FNDGT52360)
под спойлером так же есть код

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
#include <chrono>
#include <iostream>
 
struct list
{
    list *next;
};
 
class Test
{
    public:
    int a;
    int b;
};
 
void* getPtr()
{
    static int init = 0;
    static list *head;
    static list *free;
    if (!init) {
        init = 1;
        list *head = reinterpret_cast<list*>(new char(sizeof(Test)));
        free = head;
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            head->next = reinterpret_cast<list*>(new char(sizeof(Test)));
            head = head->next;
        }
    }
    
    list *ret = free;
    free = ret->next; 
    return ret;
}
 
int main()
{
    auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for(int i = 0; i < 10000000; i++) { 
         new(getPtr())Test();
    }
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end-begin).count()<<" ns"<< std::endl;
}

Вариант без использования заранее выделенной памяти и placement new http://rextester.com/FVC18352

Кликните здесь для просмотра всего текста

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include <chrono>
#include <iostream>
 
class Test
{
    public:
    int a;
    int b;
};
 
int main()
{
    auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for(int i = 0; i < 10000000; i++) {
         new Test();
    }
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end-begin).count()<<" ns"<< std::endl;
}

Почему так происходит? Вроде бы выриант с заранее выделенной памятью должен быть быстрее, а здесь наоборот
Хуже того, если функцию getPtr объявить как inline, то работает ещё медленнее

Добавлено через 1 час 9 минут
Проверил одну версию. Подумал тормоза возникают из за того что первый вызов функции, который приводит к инициализации списка находится в цикле. Вынес его из цикла, так ещё медленнее стало! В функции getPtr вывел запись Initialized что бы убедиться в том, что инициализация происходит всего один раз.
http://rextester.com/DOS20329

Откуда эти тормоза? Ведь по при вызове функции переставляется указатель на следующий свободный элемент и возвращается указатель на текущий свободный элемент списка и подставляется в placement new

@stima · 12.12.2016, 20:01

Причин может быть много, начиная от банальной оптимизации - выкидывание цикла который ничего не делает. Дизассемблируте код смотрите что оставил Вам компилятор.

П.С. Ну и вынесите аллокацию за цикл.

Добавлено через 6 минут
Ну и почитайте что такое ПУЛ памяти. Ибо у Вас выдиление идет через постоянной нью

Добавлено через 2 минуты
П.С.С. Ну и почитайте что тако спискок и как он организован.

@Undisputed · 12.12.2016, 20:05 **[ТС]**

Сообщение от stima

П.С. Ну и вынесите аллокацию за цикл.

Уже. Хуже работать стало

Сообщение от stima

Ибо у Вас выдиление идет через постоянной нью

память у меня в коде выделяется всего один раз, и это выделение находится за пределами цикла

Сообщение от stima

Ну и почитайте что тако спискок и как он организован.

Как это мне поможет если я и так знаю что такое список иначе как написал код то?

Сообщение от stima

Дизассемблируте код смотрите что оставил Вам компилятор.

Ассемблер не знаю

@stima · 12.12.2016, 20:15

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
void* getPtr()
{
    static int init = 0;
    static list *head;
    static list *free;
    if (!init) {
        init = 1;
        list *head = reinterpret_cast<list*>(new char(sizeof(Test))); // Это каким макаром Test стал списком?
        free = head;
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            head->next = reinterpret_cast<list*>(new char(sizeof(Test))); // Это разве одна аллокация? 
            head = head->next;
        }
    }
    
    list *ret = free;
    free = ret->next; 
    return ret;
}

Добавлено через 36 секунд
Я Вам оставил коменты. И ссылку на вики что такое лист https://en.wikipedia.org/wiki/Linked_list

Добавлено через 3 минуты

C++
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
#include <chrono>
#include <iostream>
 
const int count = 10;
 
struct Test
{
    int a;
    int b;
};
 
struct Node
{
    Node *next;
    Test  object;
};
 
Node *head;
 
void* getPtr()
{
    void *ret = &head->object;
    head = head->next;
    return ret;
}
 
int main()
{
    Node *it = head = new Node;
    for(int i = 1; i < count; ++i)
    {
        Node *node = new Node;
        node->next = nullptr;
 
        it->next = node;
        it = node;
    }
 
    auto begin = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    for(int i = 0; i < count; i++)
    {
        new(getPtr())Test();
    }
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << std::chrono::duration_cast<std::chrono::nanoseconds>(end-begin).count() <<" ns" << std::endl;
 
    return 0;
}

Это так если по быстрому.

@Undisputed · 12.12.2016, 20:35 **[ТС]**

Сообщение от stima

Я Вам оставил коменты. И ссылку на вики что такое лист

А мне не нужен доп. элемент в списке ввиде Test
Изначально выделяется память для каждого элемента списка и его указатель записывается в next
Далее эти указатели используются один за другим

@DrOffset · 12.12.2016, 20:37

Сообщение от sys_beginner

Откуда эти тормоза?

Этот вопрос вторичен.
Для начала нужно исправить грубейшие ошибки при работе с памятью, которые порождают UB. Если в программе есть UB, то никакими метриками ее оценивать нельзя, т.к. все они заведомо могут быть скомпрометированы.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от sys_beginner

Изначально выделяется память для каждого элемента списка и его указатель записывается в next

У тебя выделяет память для одного char, который инициализируется значением sizeof(Test). Это вообще категорически неправильно в данной ситуации

@Undisputed · 12.12.2016, 20:39 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

У тебя выделяет память для одного char, который инициализируется значением sizeof(Test). Это вообще категорически неправильно в данной ситуации

Только пофиксил, но результат не улучшился

http://rextester.com/PJZDT31640

@DrOffset · 12.12.2016, 20:42

Сообщение от sys_beginner

А мне не нужен доп. элемент в списке ввиде Test

Это не дополнительный элемент, а единственно необходимый элемент, именно в нем будет располагаться конструируемый в цикле объект в будущем. Правда конечно это должна быть "сырая" память, а не живой объект, т.к. перезапись через placement new его опять приведет нас к UB.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от sys_beginner

Только пофиксил, но результат не улучшился

Пофиксил, да не все.

Вот, сохранил твою идею: http://rextester.com/OGAH34638

@Undisputed · 12.12.2016, 20:56 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

Это не дополнительный элемент, а единственно необходимый элемент, именно в нем будет располагаться конструируемый в цикле объект в будущем

Не понимаю, зачем он нужен, если каждому next-у мы уже присваиваем сырую память и используем её

Сообщение от DrOffset

Вот, сохранил твою идею:

Спасибо. Но без пула все равно быстрее http://rextester.com/FGXEL75662

@DrOffset · 12.12.2016, 21:02

Сообщение от sys_beginner

Не понимаю, зачем он нужен

А объект-то ты где будешь размещать? Или выделяй тогда sizeof(Test) + sizeof(list *), и смещайся потом относительно размера указателя. Но это будет эквивалентно использованию структуры с полем memory, только гораздо менее читаемо и более ошибкоопасно.

Сообщение от sys_beginner

Но без пула все равно быстрее

Вообще-то нет. Ты в разрядах не запутался?
Вариант без пула дает в среднем 36 ns на аллокацию: http://rextester.com/EEDX84367
Вариант с пулом, в среднем 4 ns: http://rextester.com/UQQPD30215

@Undisputed · 12.12.2016, 21:17 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

А объект-то ты где будешь размещать?

Я вижу это так: каждый next списка это указатель, так?
В цикле для каждого next-а который является указателем выделяется память с помощью new char, равная размеру объекта. В итоге получаем указатель который указывает на область размером sizeof(Test)
Далее по необходимости указатели возвращаются один за другим

Разве тут есть ошибка?

@DrOffset · 12.12.2016, 21:20

Сообщение от sys_beginner

Разве тут есть ошибка?

Есть.
Указатель у тебя находится "внутри" области памяти, которую ты выделил (смотрим на reinterpret_cast). В итоге этот указатель потом будет перетёрт объектом Test. Зачем нужна такая структура данных, которая сама себя уничтожает?

@Undisputed · 12.12.2016, 21:27 **[ТС]**

Наверное туплю, но не могу понять.

Сообщение от DrOffset

Указатель у тебя находится "внутри" области памяти, которую ты выделил (смотрим на reinterpret_cast).

То есть? Разве когда используется new, сам указатель так же занимает место в выделенной области? Тогда всегда приходилось бы писать new[size + sizeof(void*)] sizeof(void*) - для указателя. Однако так не делают. Не понимаю...

@DrOffset · 12.12.2016, 21:35

Сообщение от sys_beginner

То есть? Разве когда используется new, сам указатель так же занимает место в выделенной области? Тогда всегда приходилось бы писать new[size + sizeof(void*)] sizeof(void*) - для указателя. Однако так не делают. Не понимаю...

Вот выделил ты sizeof(Test) char`ов.
Потом взял и наглым образом сказал, что этот массив является структурой list. Внутри которой находится указатель next.
Далее что ты делаешь? Записываешь в этот указатель адрес следующего элемента.
Потом что ты делаешь? Возвращаешь очередной list в качестве памяти свободной для размещения. Итого у тебя действительно есть память, пригодная для размещения объекта Test, но указатель next, который был там записан теперь безвозвратно утерян. Одноразовая структура получилась, ничего больше сделать с ней нельзя, например если ты захочешь вернуть элемент списка обратно в пул, то ты не сможешь это сделать, т.к. его адресация утеряна.

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от DrOffset

Разве когда используется new, сам указатель так же занимает место в выделенной области?

Тот указатель, который тебе вернула new - не занимает. Но занимает тот, который ты сам там размещаешь - это next.
Итого у тебя элемент списка - это одновременно и память и структура данных для организации этой памяти. Но так не бывает. Ты или едешь, или шашечки ждешь.

@Undisputed · 12.12.2016, 21:46 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

Одноразовая структура получилась, ничего больше сделать с ней нельзя, например если ты захочешь вернуть элемент списка обратно в пул, то ты не сможешь это сделать, т.к. его адресация утеряна.

А что мешает удаляемый элемент сразу разместить в голове списка(сохранили указатель, который может быть занят при следующей необходимости), а его next установить тот элемент который был свободным в последний раз, до того как мы вернули элемент в пул

Добавлено через 5 минут

Сообщение от DrOffset

Тот указатель, который тебе вернула new - не занимает. Но занимает тот, который ты сам там размещаешь - это next.

Так next это как раз таки тот указатель который получается с помощью new, а он как ты сказал

Сообщение от DrOffset

Тот указатель, который тебе вернула new - не занимает.

@DrOffset · 12.12.2016, 21:50

Сообщение от sys_beginner

А что мешает удаляемый элемент сразу разместить в голове списка(сохранили указатель, который может быть занят при следующей необходимости), а его next установить тот элемент который был свободным в последний раз, до того как мы вернули элемент в пул

Да, можно так сделать, но тогда элементы меньшие, чем sizeof(void *), так хранить не получится. Т.к. при попытке записывать туда указатель будешь выходить за пределы доступной памяти. Для твоего случая это, конечно, будет работать.

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от sys_beginner

Так next это как раз таки тот указатель который получается с помощью new, а он как ты сказал

Как ты умудряешься одновременно делать правильные выводы и совершенно абсурдные?

В общем, твоя схема с перезаписью будет работать, но то, что ты пишешь в процитированном, демонстрирует непонимание о чем я писал выше

Такие дела.

@Undisputed · 12.12.2016, 21:54 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

Да, можно так сделать, но тогда элементы меньшие, чем sizeof(void *), так хранить не получится.

Ну проверки размера объекта никто не отменял )) если объект меньше чем размер указателя, можно форсить размер объекта как sizeof(void*) это и будет сайзом данных указателя

Сообщение от DrOffset

Как ты умудряешься одновременно делать правильные выводы и совершенно абсурдные?

Это как так?

)) Алгоритм вроде рабочий

Но в чем ошибка была в моем коде кроме отсутствия квадратных скобок не догнал... я сейчас очень тупой, попробую завтра с утра глянуть твой код

@DrOffset · 12.12.2016, 22:14

Сообщение от sys_beginner

Это как так?

Как-как...
Вот пишешь ты:

Сообщение от sys_beginner

Так next это как раз таки тот указатель который получается с помощью new

next-то ты хранишь внутри list. И там он память занимает. Абсурдно утверждать иное, да еще и ссылаться на меня, относя мою фразу совсем к другой опере... При этом ты как-то умудрился выдать правильный ответ на мое замечание насчет перезатирания. И вот у меня вопрос: ты понимаешь что у тебя в памяти происходит или нет?

Вопрос, естественно, риторический.

Но схема и правда рабочая, безотносительно твоих "непоняток". Это шаманизм в чистом виде: ты сделал что-то более-менее рабочее, но того как оно на самом деле работает до конца не понял

Вот твоя схема, работает, при желании:
http://rextester.com/XGS73196
Проблема объектов, меньших, чем sizeof(void*), тут, кстати, решена.

@Undisputed · 12.12.2016, 22:32 **[ТС]**

Сообщение от DrOffset

Абсурдно утверждать иное

Не суди строго

Я могу ошибаться в силу того что ещё совсем-совсем зеленый, недалекий

Плюсы сложная штука...

Сообщение от DrOffset

next-то ты хранишь внутри list. И там он память занимает

Не понял

Сейчас попробую рассказать как я это себе представляю

Насколько я понимаю, само выражение struct {...} это просто языковая конструкция, а память требуется для хранения её полей, ведь так? Когда мы пишем list *next то говорим, что там будет находится указатель. То есть после описания структуры ещё никакой указатель никуда не указывает.

В процессе выделения памяти заранее, мы выделяем память char[] и делаем каст, что бы успешно присвоить его next-у. Именно тогда next начинает уже указывать в конкретную область, но так как next это указатель который пришел от new, от находится отдельно от данных.

@DrOffset · 12.12.2016, 22:53

sys_beginner, плаваешь около истины, но еще не до конца. Нужен рисунок:

Code
1
2
3
 _________ sizeof (Test)________
/                               \
| x | x | x | x | x | x | x | x |

представим, что у нас самая-самая первая итерация построения списка.
Ты выделил sizeof(Test) байт, затем скастил указатель на них к list *. list (sizeof(list) == sizeof(list*)) у нас занимает меньше, чем Test, поэтому реально использоваться из 8 байт (sizeof(Test) == 8) будут только 4 (условимся, что у нас 32-битная платформа).
Теперь перейдем ко второй итерации, head у нас уже есть, и он указывает на прежде выделенные 8 байт, первые 4 байта из которых притворяются list`ом. Настала пора присвоить next`у head-элемента полученный на второй итерации указатель (тоже, предварительно скастованный к list`у).
Внимание вопрос: где будет располагаться этот адрес? Правильно в первых 4х байтах нашего буфера, который прячется за head указателем.

Code
1
2
3
 _________ sizeof (Test)________
/                               \
| ! | ! | ! | ! | x | x | x | x |

Отметил восклицательными знаками.
При записи туда объекта через placement new, естественно, этот адрес будет перезаписан. Ну это ты уже понимаешь, надеюсь, раз предложил выход из ситуации.

Собственно, об этом простом факте и была моя куча текста сверху...

Добавлено через 4 минуты

Сообщение от sys_beginner

указатель который пришел от new, от находится отдельно от данных.

Теперь ты понимаешь, почему он НЕ находится отдельно от данных? А использует место под данные (в предыдущем выделенном элементе списка) до поры до времени?

Т.е. отдельно от данных у тебя находится только самый-самый первый указатель, который в твоей реализации сидит в static области памяти. Все остальные next`ы используют ту область памяти, которую предполагается использовать под данные и будут утеряны при конструировании там объекта. Опять-таки, речь велась только об этом.

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
сукцессия микоризы: основная теория в виде двух уравнений. anaschu 11.01.2026 https:/ / rutube. ru/ video/ 7a537f578d808e67a3c6fd818a44a5c4/	WordPad для Windows 11 Jel 10.01.2026 WordPad для Windows 11 — это приложение, которое восстанавливает классический текстовый редактор WordPad в операционной системе Windows 11. После того как Microsoft исключила WordPad из. . .	Classic Notepad for Windows 11 Jel 10.01.2026 Old Classic Notepad for Windows 11 Приложение для Windows 11, позволяющее пользователям вернуть классическую версию текстового редактора «Блокнот» из Windows 10. Программа предоставляет более. . .	Почему дизайн решает? Neotwalker 09.01.2026 В современном мире, где конкуренция за внимание потребителя достигла пика, дизайн становится мощным инструментом для успеха бренда. Это не просто красивый внешний вид продукта или сайта — это. . .
Модель микоризы: классовый агентный подход 3 anaschu 06.01.2026 aa0a7f55b50dd51c5ec569d2d10c54f6/ O1rJuneU_ls https:/ / vkvideo. ru/ video-115721503_456239114	Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ФедосеевПавел 06.01.2026 Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ВВЕДЕНИЕ Введу сокращения: аналоговый ПИД — ПИД регулятор с управляющим выходом в виде числа в диапазоне от 0% до. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход 2 anaschu 06.01.2026 репозиторий https:/ / github. com/ shumilovas/ fungi ветка по-частям. коммит Create переделка под биомассу. txt вход sc, но sm считается внутри мицелия. кстати, обьем тоже должен там считаться. . . .	Расчёт токов в цепи постоянного тока igorrr37 05.01.2026 / * Дана цепь постоянного тока с сопротивлениями и источниками (напряжения, ЭДС и тока). Найти токи и напряжения во всех элементах. Программа составляет систему уравнений по 1 и 2 законам Кирхгофа и. . .

@stima 503 / 352 / 94 Регистрация: 22.03.2011 Сообщений: 1,112
	12.12.2016, 20:01
	Причин может быть много, начиная от банальной оптимизации - выкидывание цикла который ничего не делает. Дизассемблируте код смотрите что оставил Вам компилятор. П.С. Ну и вынесите аллокацию за цикл. Добавлено через 6 минут Ну и почитайте что такое ПУЛ памяти. Ибо у Вас выдиление идет через постоянной нью Добавлено через 2 минуты П.С.С. Ну и почитайте что тако спискок и как он организован. 0

Почему в данном случае работа с заранее выделенной памятью медленнее чем с динамической?

Решение