C++ 中文周刊第141期

王很水

发布于 2024-07-30 14:45:18

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发布于 2024-07-30 14:45:18

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资讯

标准委员会动态/ide/编译器信息放在这里

clion新增AI助手 https://www.jetbrains.com/clion/whatsnew/

编译器信息最新动态推荐关注hellogcc公众号 OSDT Weekly 2023-12-06 第231期

文章

• 现代C++语言核心特性解析C++23标准补充 - 免费电子书 https://zhuanlan.zhihu.com/p/670502105

感兴趣的可以看一下。很短

• Outline: 代码分离编译优化 https://zhuanlan.zhihu.com/p/669417318

抽出相同的二进制，节省二进制大小。和inline逻辑相反

可能会有性能衰退

原理？如何找出重复的二进制序列？后缀树爆搜

也可以从不同角度来做，比如IR层

具体很细节。感兴趣的可以看看

• HotColdSplitting: 代码分离之性能优化 https://zhuanlan.zhihu.com/p/670400568

借助outline做冷热分离，有性能提升，还挺有意思的，算是PGO一部分吧，拿到profile来分析

• For processing strings, streams in C++ can be slow https://lemire.me/blog/2023/10/19/for-processing-strings-streams-in-c-can-be-slow/

stream就是垃圾 strstream没人用。感觉后面会演进个spanstream出来

• Parsing 8-bit integers quickly https://lemire.me/blog/2023/11/28/parsing-8-bit-integers-quickly/

lamire博士新活

常规

int parse_uint8_naive(const char *str, size_t len, uint8_t *num) {
  uint32_t n = 0;
  for (size_t i = 0, r = len & 0x3; i < r; i++) {
    uint8_t d = (uint8_t)(str[i] - '0');
    if (d > 9)
     return 0;
    n = n * 10 + d;
  }
  *num = (uint8_t)n;
  return n < 256 && len && len < 4;
}

当然c++可以用from chars加速

int parse_uint8_fromchars(const char *str, size_t len, uint8_t *num) {
  auto [p, ec] = std::from_chars(str, str + len, *num);
  return (ec == std::errc());
}

能不能更快？这是u8场景，考虑SWAR，组成一个int来处理

int parse_uint8_fastswar(const char *str, size_t len, 
    uint8_t *num) {
  if(len == 0 || len > 3) { return 0; }
  union { uint8_t as_str[4]; uint32_t as_int; } digits;
  memcpy(&digits.as_int, str, sizeof(digits));
  digits.as_int ^= 0x30303030lu;
  digits.as_int <<= ((4 - len) * 8);
  uint32_t all_digits = 
    ((digits.as_int | (0x06060606 + digits.as_int)) & 0xF0F0F0F0) 
       == 0;
  *num = (uint8_t)((0x640a01 * digits.as_int) >> 24);
  return all_digits 
   & ((__builtin_bswap32(digits.as_int) <= 0x020505));
}

评论区bob给了个更快的

int parse_uint8_fastswar_bob(const char *str, size_t len, uint8_t *num) {
  union { uint8_t as_str[4]; uint32_t as_int; } digits;
  memcpy(&digits.as_int, str, sizeof(digits));
  digits.as_int ^= 0x303030lu;
  digits.as_int <<= (len ^ 3) * 8;
  *num = (uint8_t)((0x640a01 * digits.as_int) >> 16);
  return ((((digits.as_int + 0x767676) | digits.as_int) & 0x808080) == 0) 
   && ((len ^ 3) < 3) 
   && __builtin_bswap32(digits.as_int) <= 0x020505ff;
}

压测代码在这里 https://github.com/lemire/Code-used-on-Daniel-Lemire-s-blog/tree/master/2023/11/28 感兴趣可以玩一玩

• Nerd Snipe: Small Integer Parsing https://blog.loadzero.com/blog/parse-int-nerdsnipe/

场景完美hash，4bytes字符串做key，如何快速算hash？

直接把字符串当成int来算

#define SIZE 512
uint8_t lut[SIZE] = {};

// multiply, shift, mask
uint32_t simple_hash(uint32_t u) {
    uint64_t h = (uint64_t) u * 0x43ff9fb13510940a;
    h = (h >> 32) % SIZE;
    return (uint32_t) h;
}

// generate, cast and hash
void build_lut() {
    char strings[256*4];
    memset(strings, 0, sizeof(strings));
    char *iter = strings;
    for (int i = 0; i < 256; ++i) {
        sprintf(iter, "%d", i);
        iter += 4;
    }

    iter = strings;
    for (int i = 0; i < 256; ++i) {
        unsigned c = *(unsigned*) iter;
        iter += 4;
        unsigned idx = simple_hash(c);
        lut[idx] = i;
    }
}

视频

cppcon2023 工作日开始更新视频了，这周好玩的列一下

• A Long Journey of Changing std::sort Implementation at Scale - Danila Kutenin - CppCon 2023 https://www.youtube.com/watch?v=cMRyQkrjEeI

这个作者danlark在llvm比较活跃

这个视频非常值得一看，列举了sort的改进优化，各个系统的差异，以及nth_element的副作用问题

很多库写的median算法实际是错的！

https://godbolt.org/z/9xWoYTfMP


int median(std::vector<int>& v) {
   int mid = v.size() / 2;
   std::nth_element(v.begin(), v.begin() + mid, v.end());
   int result = v[mid];
   if (v.size() % 2 == 0) {
     std::nth_element(v.begin(), v.begin() + mid - 1, v.end());
     result = (v[mid] + v[mid-1])/2;  
     // result = (result + v[mid-1]) /2;
   }
   return result;
}

由于nth_element不保证整体有序，只保证n的位置是对的，所以第二次的计算可能改变第一次的结果

然而社区很多median实现都是错的

• Customization Methods: Connecting User and C++ Library Code - Inbal Levi - CppCon 2023 https://www.youtube.com/watch?v=mdh9GLWXWyY

介绍了一些查找逻辑的设计，从swap到ADL，到CPO tag_invoke 再到最近的讨论，有Custom function设计

还算有意思。但有句讲句tag_invoke很扭曲，cpo也是

• Variable Monitoring with Declarative Interfaces - Nikolaj Fogh - Meeting C++ 2023 https://www.youtube.com/watch?v=AJDbu1kaj5g

介绍一个库 https://github.com/nfogh/monitoring/

auto myMonitor = Monitor([](int i){ return i > 0; }, [](bool valid){ std::cout << "Valid: " << valid << std::endl; }]);
int variable = 0;
myMonitor(variable); // Prints Valid: 0
variable = 1;
myMonitor(variable); // Prints Valid: 1

不过不知道有啥用途。signal handler类似的玩意

比如监控内存，真到了瓶颈，直接在发现的位置条件判断也不是不行

或者类似bvar之类的玩意，把数据导出回调交给别的组件

不知道什么场景能用上

有意思的项目

• https://github.com/sunxfancy/vscode-llvm 在vscode里拿到llvm compiler explore类似的效果。检查IR，查看CFG之类的，很厉害
• asteria https://github.com/lhmouse/asteria 一个脚本语言，可嵌入，长期找人，希望胖友们帮帮忙，也可以加群753302367和作者对线（原来的群被举报了）
• Unilang https://github.com/linuxdeepin/unilang deepin的一个通用编程语言，点子有点意思，也缺人，感兴趣的可以github讨论区或者deepin论坛看一看。这里也挂着长期推荐了
• https://gitee.com/okstar-org/ok-edu-desktop 一个IM通信软件，做IM的可以关注，现在正在做全面整合阶段，开始组建商业团队阶段，年底开始融资，你参加了就快发财了，会的快来