C++Cherno 学习笔记day20 [81]-[85] 可视化基准测试、单例模式、小字符串优化sso、跟踪内存分配、左值与右值

b站Cherno的课[81]-[85]

一、C++的可视化基准测试
二、C++的单例模式
三、C++的小字符串优化 sso
四、跟踪内存分配的简单方法
五、C++的左值与右值

一、C++的可视化基准测试

chrome://tracing/
总结: cpp的计时器配合自制简易json配置写出类，将时间分析结果写入一个json文件，用chrome://tracing 这个工具进行可视化

cherno演示代码地址：https://gist.github.com/TheCherno/31f135eea6ee729ab5f26a6908eb3a5e

b站大神项目地址：https://github.com/GavinSun0921/InstrumentorTimer

二、C++的单例模式

单例是一个类的单一实例

单例就是外表为类形式的命名空间

当我们想要拥有应用于某种全局数据集的功能，
且我们只是想要重复使用时，单例是非常有用的

应用：
随机数生成器类
渲染器

#include <iostream>class Singleton
{
public:Singleton(const Singleton&) = delete;static Singleton& Get(){return s_Instance;}void Function() {}private:Singleton() {}float m_Member = 0.0f;static Singleton s_Instance;
};Singleton Singleton::s_Instance;int main()
{//Singleton& instance = Singleton::Get();auto& instance = Singleton::Get();Singleton::Get().Function();
}

#include <iostream>
// 随机数生成器类
class Random
{
public:Random(const Random&) = delete;// 单例的核心就是Get函数static Random& Get(){return s_Instance;}static float Float() { return Get().IFloat(); }private://internal内部的Float函数float IFloat() { return m_RandomGenerator; }Random() {}float m_RandomGenerator = 0.5f;static Random s_Instance;
};Random Random::s_Instance;int main()
{auto& random = Random::Get();float number = random.Float();std::cout << number << std::endl;std::cin.get();
}

在这里插入图片描述
一旦我有了这个单例，我可以简单地写任何数量的非静态方法并通过Get函数访问它们

或者如果我想的话，我可以删掉一层交互
（指不通过Get().来调用成员函数，而是直接写static函数来包装）

然后编写这些静态函数，在内部映射到可以访问成员数据和类的所有功能的成员函数
在这里插入图片描述

三、C++的小字符串优化 sso

我们不喜欢字符串的原因之一：
是它们倾向于分配内存，C++（快）\ 堆分配（慢），不好

因为我们知道创建一个标准的字符串会导致内存分配，
所以很多人会尽量避免，他们会尽量减少字符串的使用

换句话说，如果你有一个非常小的字符串，你就不需使用const char*
或者试图微观管理或优化你的代码
因为这可能不会导致堆分配

#include <iostream>
#include <string>void* operator new(size_t size)
{std::cout << "Allocating " << size << " bytes\n";return malloc(size);
}int main() 
{std::string name = "wm";std::cin.get();
}

在这里插入图片描述
小字符串优化 sso：
足够小的字符串不会导致任何堆分配，因此会使您的程序运行得更快

四、跟踪内存分配的简单方法

#include <iostream>
#include <memory>void* operator new(size_t size)
{std::cout << "Allocating " << size << " bytes\n";return malloc(size);
}void operator delete(void* memory)
{free(memory);
}struct Object
{int x, y, z;
};int main() 
{{std::unique_ptr<Object> obj = std::make_unique<Object>();}std::string name = "wm";std::cin.get();
}

在这里插入图片描述

#include <iostream>
#include <memory>void* operator new(size_t size)
{std::cout << "Allocating " << size << " bytes\n";return malloc(size);
}void operator delete(void* memory, size_t size)
{std::cout << "Freeing " << size << " bytes\n";free(memory);
}struct Object
{int x, y, z;
};int main() 
{{std::unique_ptr<Object> obj = std::make_unique<Object>();}std::string name = "wm";std::cin.get();
}

在这里插入图片描述

#include <iostream>
#include <memory>struct AllocationMetrics
{uint32_t TotalAllocated = 0;uint32_t TotalFreed = 0;uint32_t CurrentUsage() { return TotalAllocated - TotalFreed; }
};static AllocationMetrics s_AllocationMetrics;void* operator new(size_t size)
{s_AllocationMetrics.TotalAllocated += size;return malloc(size);
}void operator delete(void* memory, size_t size)
{s_AllocationMetrics.TotalFreed += size;free(memory);
}struct Object
{int x, y, z;
};static void PrintMemoryUsage()
{std::cout << "Memory Usage: " << s_AllocationMetrics.CurrentUsage() << "bytes\n";
}int main() 
{PrintMemoryUsage();std::string name = "wm";PrintMemoryUsage();{std::unique_ptr<Object> obj = std::make_unique<Object>();PrintMemoryUsage();}PrintMemoryUsage();std::cin.get();
}

在这里插入图片描述
Valgrind也有一些很好的工具来跟踪内存，看看它来自哪里，如何分配等等
注：Valgrind是一款用于内存调试、内存泄漏检测以及性能分析的软件开发工具

五、C++的左值与右值

移动move语义

#include <iostream>void PrintName(const std::string& name)
{std::cout << "[lvalue] " << name << std::endl;
}void PrintName(std::string&& name)
{std::cout << "[rvalue] " << name << std::endl;
}int main()
{std::string firstName = "Yan";std::string lastName = "Chernikov";std::string fullName = firstName + lastName;PrintName(fullName);PrintName(firstName + lastName);std::cin.get();
}