代码重构是提高 c++++ 函数性能的关键步骤，涉及改变代码结构和组织方式，无需改变功能。具体技巧包括：1. 内联函数以消除函数调用开销；2. 消除虚函数调用以消除虚表查找开销；3. 循环展开以减少分支预测开销；4. 指针消除以减少间接内存访问开销。实战案例显示了运用这些技巧优化函数性能的过程。

C++ 函数性能优化中的代码重构技巧

代码重构是提高函数性能的关键步骤之一，它涉及改变代码的结构和组织方式，而无需更改其功能。这里有几种用于 C++ 函数性能优化的代码重构技巧：

1. 内联函数：

内联函数通过在调用点展开函数主体来消除函数调用的开销。这对于经常调用的小型函数尤其有用。

// 原始代码
void foo(int a, int b) {
  return a + b;
}

// 内联后
inline int foo(int a, int b) {
  return a + b;
}

2. 消除虚函数调用：

虚函数调用会产生虚表查找开销。通过将虚函数替换为静态方法或内联函数，可以消除这种开销。

// 原始代码
class Base {
 public:
  virtual int foo();
};

class Derived : public Base {
 public:
  int foo() {
    return 42;
  }
};

// 重构后
class Base {
 public:
  int foo() {
    return 42;
  }
};

class Derived : public Base {
  // 现在 foo() 是静态方法
  static int foo() {
    return 42;
  }
};

3. 循环展开：

循环展开将循环代码复制到其自身以内，以减少分支预测开销。这对于带有固定迭代次数的紧凑循环尤其有用。

// 原始代码
for (int i = 0; i < 100; i++) {
  a[i] += 1;
}

// 展开后
for (int i = 0; i < 100; i++) {
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  a[i] += 1;
  /* ... */
}

4. 指针消除：

指针使用会产生间接内存访问开销。通过使用引用或智能指针消除指针，可以减少这种开销。

// 原始代码
int* foo() {
  return &a;
}

// 重构后
int& foo() {
  return a;
}

实战案例：

以下是一个 C++ 函数性能优化代码重构的实战案例：

原始函数：

int factorial(int n) {
  if (n <= 0) {
    throw invalid_argument("n must be positive");
  }

  int result = 1;
  for (int i = 1; i <= n; i++) {
    result *= i;
  }

  return result;
}

经过重构后：

inline int factorial(int n) {
  if (n <= 0) {
    return 1;  // 改为返回 1 以处理 n == 0 的情况
  }

  return n * factorial(n - 1);  // 使用尾递归优化
}

重构后的函数消除了虚函数调用开销，使用了尾递归优化，并消除了重复的乘法运算。这显著提高了函数性能。