跟我學(xué)c++中級篇——zerooverheadabstraction-創(chuàng)新互聯(lián)

一、零成本抽象（zero overhead abstraction）

什么是零成本抽象？這東西不是國人提出的，那就得用人家提出的人的解釋：“What you don’t use, you don’t pay for. And further: What you do use, you couldn’t hand code any better.”。這句話什么意思呢？不會為不用的東西付出代價(jià)，也就是說，你用到的東西，無法（在不付出代價(jià)的情況）做得更好。這句話有點(diǎn)別扭啊。
可以這樣理解，在開發(fā)過程中，僅僅通過設(shè)計(jì)就可以達(dá)到最佳的性能。更形象的一點(diǎn)比喻就是，不通過技術(shù)創(chuàng)新（這玩意得付出成本），僅通過工程方法進(jìn)行組合調(diào)度，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的性能。這個(gè)是不是有點(diǎn)越解釋越糊涂的意思，大家自己慢慢領(lǐng)悟吧。

創(chuàng)新互聯(lián)從2013年開始，是專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)公司，擁有項(xiàng)目成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站設(shè)計(jì)網(wǎng)站策劃，項(xiàng)目實(shí)施與項(xiàng)目整合能力。我們以讓每一個(gè)夢想脫穎而出為使命，1280元廈門做網(wǎng)站,已為上家服務(wù),為廈門各地企業(yè)和個(gè)人服務(wù),聯(lián)系電話:13518219792二、意義

零成本抽象，zero overhead abstraction，主要有三點(diǎn)意義：
1、不增加整體開銷
這也是在定義中提到的，不能為實(shí)現(xiàn)或者達(dá)到某種效果，需要這個(gè)庫那個(gè)庫，需要增加依賴或者其它成本。如果這樣做，就不叫零成本。
2、其代碼達(dá)到一定程度的最佳
如果抽象無法達(dá)到最佳，抽象的意義何在。所以說，一定是在某種程度上達(dá)到了一種基本無法用常用的方法進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果。
3、提升開發(fā)設(shè)計(jì)的整體體驗(yàn)
這個(gè)比較難纏，就象人的飲食，蘿卜白菜各有所愛。設(shè)計(jì)開發(fā)體驗(yàn)也是如此，但從主流上看，應(yīng)該是大多數(shù)感到了更好的抽象的體驗(yàn)。

三、說明

在c++中，零成本抽象其實(shí)都隱藏在一些細(xì)節(jié)中，其實(shí)有很多的技術(shù)，用不好就達(dá)不到零成本抽象，用得好，就是零成本抽象。有的技術(shù)在編譯器不斷發(fā)展的過程中，自動會對其進(jìn)行優(yōu)化，即在背后默默的為開發(fā)者實(shí)現(xiàn)了零成本抽象。但c++的優(yōu)勢不在于編譯器優(yōu)化，而是在于可以使用代碼手動優(yōu)化，這才是重點(diǎn)。
舉一個(gè)最簡單的例子，初始化，看下面的例子：

#includeclass A
{
public:
    A() { std::cout<< "call A"<< std::endl; }
};
class B
{
public:
    B() { std::cout<< "call B"<< std::endl; }
};
class Data
{
public:
    Data(A a,B b):a_(a),b_(b)//a_(std::move(a)),b_(std::move(b))
    {
    }

private:
    A a_;
    B b_;
};

int main()
{
    A a;
    B b;
    Data(a,b);
}

看這個(gè)代碼，其實(shí)就有兩個(gè)方面需要分析，第一，如果A和B是兩個(gè)平凡的類（結(jié)構(gòu)體），那么，這個(gè)編譯器一般優(yōu)化不會有太大的問題；但是，第二，就是如果這兩個(gè)類是非平凡的，或者傳入的對象是臨時(shí)對象，這事就比較麻煩了，會拷貝至少兩次。所以最好還是用注釋的方式，移動構(gòu)造，這就方便多了。
其實(shí)在c++中這種現(xiàn)象非常多，析構(gòu)函數(shù)也有類似的情況:

class Data
{
public:
    Data(A a,B b):a_(a),b_(b) 
    {
    }
~Data(){}
//~Data=default;

public:
    int a_;
    int b_;
};

這兩者一個(gè)使用自定義的一個(gè)析構(gòu)函數(shù)，一個(gè)是使用默認(rèn)的析構(gòu)函數(shù)，后者就比前者要效率高。
再舉一個(gè)常見的例子，比如開發(fā)者都知道，對于一個(gè)反復(fù)使用對象的工作，如果反復(fù)不斷的分配對象，分配和析構(gòu)都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間（前提是用得非常頻繁），這時(shí)，可以通過設(shè)計(jì)引入池化技術(shù)，就可以解決類似問題。其它比如for循環(huán)vector里的string優(yōu)化，可以使用const &的方式（這種方式在發(fā)生隱式轉(zhuǎn)換時(shí)無效，仍然會造成復(fù)制，比如unordered_map 用pair遍歷，解決的方式是使用auto&或結(jié)構(gòu)化綁定）。這種很常見，大家可能都不怎么注意，其實(shí)你寫的多了，就會發(fā)現(xiàn)存在非常多的這種代碼，不過有些比較老的，就不一定了。

四、總結(jié)

C++基本保證了零成本抽象（虛表就無法保證， C++設(shè)計(jì)中，有2個(gè)語言特性是不遵守零開銷原則的，運(yùn)行時(shí)類型識別（RTTI）和異常），它的意思就是說沒有使用到的特性不會產(chǎn)生開銷。怎么理解這句話呢？你不會模板照樣進(jìn)行c++編程。你不會模板元編程，照樣進(jìn)行模板編程。一些所謂的必須用到的技術(shù)，c++的編譯器會在編譯時(shí)對其進(jìn)行處理，而無須手動干預(yù)。像模板技術(shù)，很多甚至在編譯期就搞定了。在這方面其實(shí)Rust做的比c++要好，比如借用和所有權(quán)，這個(gè)就是單純設(shè)計(jì)上搞的，非常好。
做技術(shù)就是這樣，其實(shí)想達(dá)到真正的zero overhead abstraction，其實(shí)是一個(gè)不可能三角。但是，不可能也要朝著優(yōu)化不斷的前進(jìn)，不可能因?yàn)橛袉栴}就不去改進(jìn)，也許在不斷的改進(jìn)過程中，就會有新的突破。

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