Boost.Variant Vs Virtual Interface Performance

Question

Estoy tratando de medir una diferencia de rendimiento entre el uso de Boost.Variant y el uso de interfaces virtuales. Por ejemplo, supongamos que quiero incrementar diferentes tipos de números de manera uniforme, usando Boost.Variant. Utilizaría una variante boost :: sobre int y float y un visitante estático que incrementa cada uno de ellos. Usando interfaces de clase, utilizaría un número de clase virtual puro y las clases number_int y number_float que derivan de él e implementaría un método de "incremento".

Según mis pruebas, el uso de interfaces es mucho más rápido que usar Boost.Variant. Me corrió el código en la parte inferior y recibieron estos resultados:
virtual: 00: 00: 00,001028
Variante: 00: 00: 00,012081

¿Por qué cree que esta diferencia es? Pensé que Boost.Variant sería mucho más rápido.

** Nota: generalmente Boost.Variant usa asignaciones de montón para garantizar que la variante siempre estará no vacía. Pero leí en la documentación de Boost.Variant que si boost :: has_nothrow_copy es verdadero, entonces no usa asignaciones de montón que deberían hacer las cosas significativamente más rápidas. Para int y float boost :: has_nothrow_copy es verdadero.

Aquí está mi código para medir los dos enfoques uno contra el otro.

#include <iostream> 

#include <boost/variant/variant.hpp> 
#include <boost/variant/static_visitor.hpp> 
#include <boost/variant/apply_visitor.hpp> 

#include <boost/date_time/posix_time/ptime.hpp> 
#include <boost/date_time/posix_time/posix_time_types.hpp> 
#include <boost/date_time/posix_time/posix_time_io.hpp> 

#include <boost/format.hpp> 

const int iterations_count = 100000; 

// a visitor that increments a variant by N 
template <int N> 
struct add : boost::static_visitor<> { 
    template <typename T>  
    void operator() (T& t) const { 
     t += N; 
    } 
}; 

// a number interface 
struct number {   
    virtual void increment() = 0; 
}; 

// number interface implementation for all types 
template <typename T> 
struct number_ : number { 
    number_(T t = 0) : t(t) {} 
    virtual void increment() { 
     t += 1; 
    } 
    T t; 
}; 

void use_virtual() { 
    number_<int> num_int; 
    number* num = &num_int; 

    for (int i = 0; i < iterations_count; i++) { 
     num->increment(); 
    } 
} 

void use_variant() { 
    typedef boost::variant<int, float, double> number; 
    number num = 0; 

    for (int i = 0; i < iterations_count; i++) { 
     boost::apply_visitor(add<1>(), num); 
    } 
} 

int main() { 
    using namespace boost::posix_time; 

    ptime start, end; 
    time_duration d1, d2; 

    // virtual 
    start = microsec_clock::universal_time(); 
    use_virtual(); 
    end = microsec_clock::universal_time(); 

    // store result 
    d1 = end - start; 

    // variant 
    start = microsec_clock::universal_time(); 
    use_variant(); 
    end = microsec_clock::universal_time(); 

    // store result 
    d2 = end - start; 

    // output 
    std::cout << 
     boost::format(
      "Virtual: %1%\n" 
      "Variant: %2%\n" 
     ) % d1 % d2; 
} 

Answer 1

Para los interesados, después de que yo estaba un poco frustrado, me pasó la opción -O2 para el compilador y el impulso :: variante era mucho más rápido que una llamada virtual.
Gracias

Answer 2

Esto es obvio que -O2 reduce el tiempo de variante, ya que todo el bucle está optimizado. Cambiar la aplicación para devolver el resultado acumulado a la persona que llama, por lo que el optimizador no eliminaría el bucle, y obtendrá la verdadera diferencia:

Salida:
virtual: 00: 00: 00,000120 = 10000000
Variante: 00: 00: 00,013483 = 10000000

#include <iostream> 

#include <boost/variant/variant.hpp> 
#include <boost/variant/static_visitor.hpp> 
#include <boost/variant/apply_visitor.hpp> 

#include <boost/date_time/posix_time/ptime.hpp> 
#include <boost/date_time/posix_time/posix_time_types.hpp> 
#include <boost/date_time/posix_time/posix_time_io.hpp> 

#include <boost/format.hpp> 

const int iterations_count = 100000000; 

// a visitor that increments a variant by N 
template <int N> 
struct add : boost::static_visitor<> { 
    template <typename T> 
    void operator() (T& t) const { 
     t += N; 
    } 
}; 

// a visitor that increments a variant by N 
template <typename T, typename V> 
T get(const V& v) { 
    struct getter : boost::static_visitor<T> { 
     T operator() (T t) const { return t; } 
    }; 
    return boost::apply_visitor(getter(), v); 
} 

// a number interface 
struct number { 
    virtual void increment() = 0; 
}; 

// number interface implementation for all types 
template <typename T> 
struct number_ : number { 
    number_(T t = 0) : t(t) {} 
    virtual void increment() { t += 1; } 
    T t; 
}; 

int use_virtual() { 
    number_<int> num_int; 
    number* num = &num_int; 

    for (int i = 0; i < iterations_count; i++) { 
     num->increment(); 
    } 

    return num_int.t; 
} 

int use_variant() { 
    typedef boost::variant<int, float, double> number; 
    number num = 0; 

    for (int i = 0; i < iterations_count; i++) { 
     boost::apply_visitor(add<1>(), num); 
    } 

    return get<int>(num); 
} 
int main() { 
    using namespace boost::posix_time; 

    ptime start, end; 
    time_duration d1, d2; 

    // virtual 
    start = microsec_clock::universal_time(); 
    int i1 = use_virtual(); 
    end = microsec_clock::universal_time(); 

    // store result 
    d1 = end - start; 

    // variant 
    start = microsec_clock::universal_time(); 
    int i2 = use_variant(); 
    end = microsec_clock::universal_time(); 

    // store result 
    d2 = end - start; 

    // output 
    std::cout << 
     boost::format(
      "Virtual: %1% = %2%\n" 
      "Variant: %3% = %4%\n" 
     ) % d1 % i1 % d2 % i2; 
}