Есть ли снижение производительности / снижение производительности при использовании чистой библиотеки C в коде C ++?

На базовом уровне, нет, вы не увидите никакого типа «переключения» производительности при вызове библиотеки C из кода C ++. Например, вызов из C ++ метода C, определенного в другом модуле перевода, должен иметь примерно такую ​​же производительность, что и вызов того же метода, реализованного в C ++ (таким же образом, как в C), в другом модуле перевода.

Это потому, что общие реализации компиляторов C и C ++ в конечном итоге компилируют исходный код до нативного кода и вызывают extern "C" Функция эффективно поддерживается с использованием того же типа call это может произойти для вызова C ++. Соглашения о вызовах обычно основаны на платформе ABI и аналогичны в любом случае.

Помимо этого основного факта, при вызове функции C все еще могут быть некоторые недостатки производительности, в отличие от реализации той же функции в C ++:

• Функции реализованы на C и объявлены extern "C" и вызывается из кода C ++, как правило, не будет встроенным (поскольку по определению они не реализованы в заголовке), что препятствует целому ряду, возможно, очень мощной оптимизации⁰.
• Большинство типов данных, используемых в коде C ++¹ не может быть непосредственно использован кодом C, поэтому, например, если у вас есть std::string в вашем коде C ++ вам нужно будет выбрать другой тип, чтобы передать его в код C — char * распространено, но теряет информацию о явной длине, которая может быть медленнее, чем решение C ++. Многие типы не имеют прямого эквивалента C, поэтому вы можете столкнуться с дорогостоящим преобразованием.
• Код C использует malloc а также free для динамического управления памятью, в то время как код C ++ обычно использует new а также delete (и обычно предпочитает скрывать эти вызовы за другими классами, насколько это возможно). Если вам нужно выделить память на одном языке, который будет освобожден на другом, это может привести к несоответствию, когда вам нужно будет перезвонить на «другой» язык, чтобы освободить его, или к ненужным копиям и т. Д.
• Код C часто интенсивно использует стандартные процедуры библиотеки C, в то время как код C ++ обычно использует методы из стандартной библиотеки C ++. Поскольку существует много функциональных совпадений, возможно, что смесь C и C ++ имеет больший объем кода, чем чистый код C ++, так как используется больше методов библиотеки C².

Вышеупомянутые проблемы применимы только при сравнении чистой реализации C ++ с реализацией C, и на самом деле это не означает, что при вызове C происходит снижение производительности: это действительно отвечает на вопрос «Почему можно было написать приложение в сочетании C и C ++ будет медленнее, чем чистый C ++? » Кроме того, вышеупомянутые проблемы в основном касаются очень коротких вызовов, где вышеуказанные издержки могут быть значительными. Если вы вызываете длинную функцию в C, это не проблема. «Несоответствие типов данных» может все еще кусать вас, но это может быть разработано на стороне C ++.

⁰ Интересно, что оптимизация во время соединения на самом деле позволяет методам C быть встроенный в C ++ код, что является мало упоминаемым преимуществом LTO. Конечно, это, как правило, зависит от сборки библиотеки C из исходного кода с соответствующими параметрами LTO.

¹ Например, почти все, кроме стандартного типа макета.

² Это, по крайней мере, частично смягчается тем фактом, что многие вызовы стандартной библиотеки C ++ в конечном итоге делегируют подпрограммам библиотеки C для «тяжелого» подъема, такого как std::copy звонки memcpy или же memset когда это возможно и как большинство new реализации в конечном итоге называют malloc,

C ++ сильно вырос и сильно изменился с самого начала, но по своей конструкции он обратно совместим с C. Компиляторы C ++ обычно создаются из компиляторов C, но еще более модернизированы с оптимизация времени соединения. Я полагаю, что многие программы могут надежно смешивать код C и C ++, как в пользовательских пространствах, так и в используемых библиотеках. Я недавно ответил на вопрос это включало передачу указателя на функцию-член класса C ++ в библиотечную функцию, реализованную на C. Плакат сказал, что это работает для него. Поэтому возможно, что C ++ более совместим с C, чем думают программисты или пользователи.

Однако C ++ работает во многих различных парадигмах, которых нет в C, поскольку он объектно-ориентирован, и реализует целый спектр абстракций, новых типов данных и операторов. Некоторые типы данных легко переводимы (char * C строка в std::string), а другие нет. Этот раздел на GNU.org о параметрах компилятора C ++ может быть интересным

Я не был бы слишком обеспокоен или обеспокоен каким-либо снижением производительности при смешивании двух языков. Конечный пользователь и даже программист вряд ли заметят какие-либо измеримые изменения в производительности, если они не будут иметь дело с большими абстракциями данных.