강의 12.9 - 8:59 - std::vector에서 reference wrapper와 pointer 의 성능적인 차이

안녕하세요, 답변 도우미 Soobak 입니다.

std::reference_wrapper 의 get() 함수는 레퍼런스를 반환하는 매우 간단한 함수입니다.
따라서, 최적화가 활성화된 컴파일러에서의 get() 함수 호출은 실제로 함수 호출 오버헤드가 거의 없을 것 같습니다. (컴파일러가 get() 함수의 호출을 인라인화 하여 오버헤드를 제거할 수 있습니다.)

따라서, get() 함수 호출의 오버헤드는 컴파일러와 환경마다 다르겠지만, 실제 오버헤드는 거의 없거나 크지 않을 것 같습니다.

프로그램의 성능에 관하여 결론을 내리려면, 실제로 프로파일링을 해보는 것이 좋은 방법 중 하나라고 생각하여 직접 1,000,000 번의 호출에 대한 프로파일링을 수행하여 결과를 첨부드립니다.

• Pointer 사용

  10회 테스트 결과

  • 6117478 ms

  • 5987689 ms

  • 5597883 ms

  • 5983082 ms

  • 6165754 ms

  • 5846662 ms

  • 6058912 ms

  • 6148422 ms

  • 5992986 ms

  • 5949786 ms

• 평균 : 5984865.4 ms

• Reference_wrapper 사용

  

  10회 테스트 결과

  • 5692842 ms

  • 5974881 ms

  • 5836269 ms

  • 5824138 ms

  • 5613559 ms

  • 5926921 ms

  • 5619935 ms

  • 5969758 ms

  • 5769026 ms

  • 5755576 ms

• 평균 : 5798290.5 ms

또한, 추가적으로 std::reference_warpper 의 사용에 대해서는 가독성, 안전성 등의 장점이 있다는 것도 고려해보시면 좋을 것 같습니다.

테스트 코드를 첨부드립니다.

#include <iostream>
#include <vector>
#include <functional>
#include <chrono>

using namespace std;

class Base {
public:
  virtual void print() const {
    cout << "Base" << endl;
  }
};

class Derived : public Base {
public:
  virtual void print() const override {
    cout << "Derived" << endl;
  }
};

int main() {
    const int num_elements = 1'000'000;

    Base b;
    Derived d;

    vector<Base*> ptr_vec;
    for (int i = 0; i < num_elements; i++) {
      ptr_vec.push_back(&b);
      ptr_vec.push_back(&d);
    }

    vector<reference_wrapper<Base>> ref_vec;
    for (int i = 0; i < num_elements; i++) {
      ref_vec.push_back(b);
      ref_vec.push_back(d);
    }

    // Pointer 사용 버전
    auto start_time = chrono::high_resolution_clock::now();
    for (auto& el : ptr_vec) {
      el->print();
    }
    auto end_time = chrono::high_resolution_clock::now();
    auto duration_pointer = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end_time - start_time).count();
    cout << "Pointer version took: " << duration_pointer << " microseconds" << endl;

    // reference_wrapper 사용 버전
    start_time = chrono::high_resolution_clock::now();
    for (auto& el : ref_vec) {
        el.get().print();
    }
    end_time = chrono::high_resolution_clock::now();
    auto duration_refwrapper = chrono::duration_cast<chrono::microseconds>(end_time - start_time).count();
    cout << "Reference wrapper version took: " << duration_refwrapper << " microseconds" << endl;

    return 0;
}