c – 为什么要访问一个类的私有变量,就像访问一个struct的变量一样有效？

我实现了一些主要数据结构是一个树的算法.我使用一个类来表示一个节点和一个类来表示一个树.因为节点得到更新很多,所以我打电话给很多设置者和getter.

因为我听到很多次函数调用很昂贵,我在想,也许如果我使用结构体代表节点和树,这将使我的算法在实践中更有效率.

在这样做之前,我决定进行一个小实验,看看是否真的是这样.

我创建了一个有一个私有变量,一个setter和一个getter的类.此外,我创建了一个也有一个变量的结构,没有setter / getter,因为我们可以通过调用struct.varName更新变量.结果如下：

运行次数就是我们称之为setter / getter的次数.以下是实验的代码：

#include <iostream>
#include <fstream>

#define BILLION  1000000000LL

using namespace std;

class foo{
private:
    int a;
public:

    void set(int newA){
        a = newA;
    }
    int get(){
        return a;
    }
};

struct bar{
    int a;
};

timespec startT,endT;

void startTimer(){
    clock_gettime(CLOCK_PROCESS_cpuTIME_ID,&startT);
}

double endTimer(){
    clock_gettime(CLOCK_PROCESS_cpuTIME_ID,&endT);
    return endT.tv_sec * BILLION + endT.tv_nsec - (startT.tv_sec * BILLION + startT.tv_nsec);
}


int main() {

    int runs = 10000000;
    int startRun = 10000;
    int step = 10000;
    int iterations = 10;
    int res = 0;
    foo f;
    ofstream fout;
    fout.open("stats.txt",ios_base::out);
    fout<<"alg\truns\ttime"<<endl;
    cout<<"First experiment progress: "<<endl;
    int cnt = 0;
    for(int run = startRun; run <= runs; run += step){
        double curTime = 0.0;
        for(int iter = 0; iter < iterations; iter++) {
            startTimer();
            for (int i = 1; i <= run; i++) {
                f.set(i);
                res += f.get();
            }
            curTime += endTimer()/iterations;
            cnt++;
            if(cnt%10 == 0)
                cout<<cnt/(((doublE)runs-startRun+1)/steP*iterations)*100<<"%\r";
        }
        fout<<"class\t"<<run<<"\t"<<curTime/BILLION<<endl;
    }

    int res2 = 0;
    bar b;
    cout<<"Second experiment progress: "<<endl;
    cnt = 0;
    for(int run = startRun; run <= runs; run += step){
        double curTime = 0.0;
        for(int iter = 0; iter < iterations; iter++) {
            startTimer();
            for (int i = 1; i <= run; i++) {
                b.a = i;
                res2 += b.a;
            }
            curTime += endTimer()/iterations;
            cnt++;
            if(cnt%10 == 0)
                cout<<cnt/(((doublE)runs-startRun+1)/steP*iterations)*100<<"%\r";
        }
        fout<<"struct\t"<<run<<"\t"<<curTime/BILLION<<endl;
    }

    fout.close();
    cout<<res<<endl;
    cout<<res2<<endl;

    return 0;
}

我不明白为什么我得到这个行为.我以为功能调用更昂贵？

编辑：我没有-O3重新运行相同的实验

编辑：这是非常令人惊讶的,通过在一个单独的文件foo.h中声明类,在foo.cpp中实现getters / setters并运行-O3,似乎该类变得更加低效.