В настоящее время я пытаюсь изучить С++ 11 и его необычные функции. Чтобы быть конкретным, я ищу универсальность с высокой эффективностью. Поэтому я с радостью написал программу на C++11 для сортировки строк входного файла, чтобы проверить свои новые навыки. Из-за встраивания и приятных особенностей компиляторов C++ я ожидал высокой производительности на этом небольшом примере. Чтобы получить представление о том, насколько быстрой была моя программа, я взломал точно такую ​​же программу на C, используя функцию qsort, так как это необработанный C, для этой функции не выполняется встраивание, и моя функция сравнения вызывается с косвенностью и должна делать два косвенных обращения для доступа к указателям char *, представляющим строки.

Факты

Тем не менее, я был очень удивлен результатами, C кажется в 4 раза быстрее, чем C++. В файле размером 8 МБ я получаю следующие результаты:

$ g++ -O3 -std=c++11 -o sort sort.C
$ time./sort < huge > /dev/null

real    0m0.415s
user    0m0.397s
sys     0m0.013s

$ cc -O3 -Wall -o sortc sort.c
$ time./sortc < huge  > /dev/null

real    0m0.104s
user    0m0.097s
sys     0m0.010s

$ wc -l huge
140190 huge

Обратите внимание, что я старался быть как можно более честным, параметры компиляции такие же, и моя программа на C (, выгруженная позже ), ведет себя так же, как программа на C++ :, нет ограничений на размер входных строк и нет ограничение на количество вводимых строк.

Я также заметил, что в то время как моя программа на C вызывает mallocпочти один раз для каждой входной строки, программа на C++ имеет соотношение 10 выделений на входную строку!

Код

Вот две программы, которые я использовал для сравнения.

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <memory>

int main () {
    typedef std::vector<std::string> svec;
    svec a;
    std::string s;

    for (;;) {
        getline(std::cin, s);
        if (std::cin.eof()) {
            if (s != "")
                a.push_back(std::move(s));
            break;
        }
        a.push_back(std::move(s));
    }
    std::sort(a.begin(), a.end());
    for (std::string &s : a) {
        std::cout << s << "\n";
    }
}

И моя гораздо более подробная версия C.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define BUFSZ 100
size_t getl(char **line, size_t len) {
        char buf[BUFSZ];
        size_t i, n;

        for (i=0; i<BUFSZ; i++) {
                int c = getchar();

                if (c == EOF || c == '\n') {
                        *line = malloc(len+i+1);
                        memcpy(&(*line)[len], buf, i);
                        (*line)[len+i] = 0;
                        return i;
                }
                buf[i] = c;
        }

        n = getl(line, len+i);
        memcpy(&(*line)[len], buf, i);
        return i+n;
}

#define ARRAYSZ 30
struct Array {
        char **lv;
        size_t li, lc;
};

void addline(struct Array *a, char *line) {
        if (a->li == a->lc) {
                a->lc *= 2;
                a->lv = realloc(a->lv, a->lc * sizeof *a->lv);
        }
        a->lv[a->li++] = line;
}

int cmp(const void *a, const void *b) {
        return strcmp(*(const char **)a, *(const char **)b);
}

int main(void) {
        char *line;
        struct Array a;
        size_t i;

        a.li = 0;
        a.lc = ARRAYSZ;
        a.lv = malloc(a.lc * sizeof *a.lv);

        for (;;) {
                getl(&line, 0);
                if (feof(stdin)) {
                        if (line[0] != 0)
                                addline(&a, line);
                        else
                                free(line);
                        break;
                }
                addline(&a, line);
        }
        qsort(a.lv, a.li, sizeof *a.lv, cmp);
        for (i=0; i<a.li; i++) {
                printf("%s\n", a.lv[i]);
                free(a.lv[i]);
        }
        free(a.lv);
        return 0;
}

Вопрос

Может ли кто-нибудь сказать мне, где моя программа на C++ должна быть изменена (, не превращаясь в простой C ), чтобы работать быстрее? Я пытался оставаться очень идиоматичным, это хороший способ взломать C ++ или мне следует писать код, подобный C -, когда мне нужна высокая производительность? Почему программа C++ так много выделяет в куче, как я могу уменьшить это?

Правки

По многочисленным просьбам выставляю результаты профилирования моей программы на C++. Вот забавный вывод профилировщика для моей программы на C++ (первые две строки):

Each sample counts as 0.01 seconds.
 %   cumulative   self              self     total           
time   seconds   seconds    calls  ms/call  ms/call  name    
40.03      0.02     0.02  1198484     0.00     0.00  __gnu_cxx::__normal_iterator<std::string*, std::vector<std::string, std::allocator<std::string> > >::operator--()
30.02      0.04     0.02  2206802     0.00     0.00  bool std::operator< <char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >(std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&, std::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const&)

Когда я это читал, кажется, что распределение — не единственная причина.