Является ли memset () более эффективным, чем цикл for в C?

Безусловно, memset будет намного быстрее, чем этот цикл. Обратите внимание, как вы обрабатываете один символ за раз, но эти функции настолько оптимизированы, что устанавливают несколько байтов за раз, даже используя, если они доступны, инструкции MMX и SSE.

Я думаю, что типичным примером этих оптимизаций, которые обычно остаются незамеченными, является функция strlen библиотеки C. GNU C. Можно было бы подумать, что он имеет производительность как минимум O (n), но на самом деле он имеет O (n / 4) или O (n / 8) в зависимости от архитектуры (да, я знаю, в большом O () будет то же самое , но на самом деле вы получаете восьмое время). Как? Сложно, но красиво: strlen.

Что ж, почему бы нам не взглянуть на сгенерированный ассемблерный код, полная оптимизация под VS 2010.

char x[500];
char y[500];
int i;      

memset(x, 0, sizeof(x) );   
  003A1014  push        1F4h  
  003A1019  lea         eax,[ebp-1F8h]  
  003A101F  push        0  
  003A1021  push        eax  
  003A1022  call        memset (3A1844h)  

И твоя петля ...

char x[500];
char y[500];
int i;    

for( i = 0; i < 500; ++i )
{
    x[i] = 0;

      00E81014  push        1F4h  
      00E81019  lea         eax,[ebp-1F8h]  
      00E8101F  push        0  
      00E81021  push        eax  
      00E81022  call        memset (0E81844h)  

      /* note that this is *replacing* the loop, 
         not being called once for each iteration. */
}

Итак, в этом компиляторе сгенерированный код точно такой же. memset работает быстро, а компилятор достаточно умен, чтобы знать, что вы в любом случае делаете то же самое, что и вызов memset один раз, поэтому он делает это за вас.

Если компилятор на самом деле оставил цикл как есть, он, вероятно, будет медленнее, так как вы можете установить более одного блока размера байта за раз (то есть вы можете немного развернуть свой цикл как минимум. Вы можете предположить, что memset будет по крайней мере так же быстро, как наивная реализация, такая как цикл. Попробуйте это в отладочной сборке, и вы заметите, что цикл не заменяется.

Тем не менее, это зависит от того, что компилятор делает за вас. Просмотр разборки - всегда хороший способ узнать, что именно происходит.

Это действительно зависит от компилятора и библиотеки. Для старых компиляторов или простых компиляторов memset может быть реализован в библиотеке и не будет работать лучше, чем пользовательский цикл.

Почти для всех компиляторов, которые стоит использовать, memset является внутренней функцией, и компилятор сгенерирует для нее оптимизированный встроенный код.

Другие предлагали профилировать и сравнивать, но я бы не стал беспокоиться. Просто используйте memset. Код прост и понятен. Не беспокойтесь об этом, пока ваши тесты не покажут вам, что эта часть кода является горячей точкой производительности.

Ответ - «это зависит от обстоятельств». memset МОЖЕТ быть более эффективным, или он может использовать внутри цикл for. Я не могу придумать случая, когда memset будет менее эффективным. В этом случае он может превратиться в более эффективный цикл for: ваш цикл повторяется 500 раз, каждый раз устанавливая значение массива в байтах на 0. На 64-битной машине вы могли бы выполнить цикл, задавая 8 байтов (длинный длинный) за раз, что было бы почти в 8 раз быстрее, и обрабатывать оставшиеся 4 байта (500% 8) в конце.

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Фактически, это то, что memset делает в glibc:

http://repo.or.cz/w/glibc.git/blob/HEAD:/string/memset.c

Как указал Майкл, в некоторых случаях (когда длина массива известна во время компиляции) компилятор C может встроить memset, избавляясь от накладных расходов на вызов функции. Glibc также имеет версии memset, оптимизированные для сборки, для большинства основных платформ, например amd64:

http://repo.or.cz/w/glibc.git/blob/HEAD:/sysdeps/x86_64/memset.S

Хорошие компиляторы распознают цикл for и заменят его либо оптимальной встроенной последовательностью, либо вызовом memset. Они также заменят memset оптимальной встроенной последовательностью, когда размер буфера небольшой.

На практике с оптимизирующим компилятором сгенерированный код (и, следовательно, производительность) будет идентичным.

Согласитесь с вышеизложенным. По-разному. Но наверняка memset быстрее или равен циклу for. Если вы не уверены в своей среде или вам лень тестировать, выберите безопасный путь и используйте memset.

Также можно использовать другие методы, такие как разворачивание цикла, которые уменьшают количество циклов. Код memset () может имитировать знаменитое устройство Даффа < / а>:

void *duff_memset(char *to, int c, size_t count)
{
    size_t n;
    char *p = to;
    n = (count + 7) / 8;
    switch (count % 8) {
    case 0: do { *p++ = c;
    case 7:      *p++ = c;
    case 6:      *p++ = c;
    case 5:      *p++ = c;
    case 4:      *p++ = c;
    case 3:      *p++ = c;
    case 2:      *p++ = c;
    case 1:      *p++ = c;
            } while (--n > 0);
    }
    return to;
}

Например, в glibc реализация memset (), а также различных других функций копирования / установки, таких как bzero () или strcpy () зависят от архитектуры и позволяют использовать различные оптимизированные аппаратные инструкции, такие как SSE или AVX.