doc/html/lambda/s07.html

   1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
   2 <html>
   3 <head>
   4 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=US-ASCII">
   5 <title>Practical considerations</title>
   6 <link rel="stylesheet" href="../../../doc/src/boostbook.css" type="text/css">
   7 <meta name="generator" content="DocBook XSL Stylesheets V1.79.1">
   8 <link rel="home" href="../index.html" title="The Boost C++ Libraries BoostBook Documentation Subset">
   9 <link rel="up" href="../lambda.html" title="Chapter&#160;20.&#160;Boost.Lambda">
  10 <link rel="prev" href="extending.html" title="Extending return type deduction system">
  11 <link rel="next" href="s08.html" title="Relation to other Boost libraries">
  12 </head>
  13 <body bgcolor="white" text="black" link="#0000FF" vlink="#840084" alink="#0000FF">
  14 <table cellpadding="2" width="100%"><tr>
  15 <td valign="top"><img alt="Boost C++ Libraries" width="277" height="86" src="../../../boost.png"></td>
  16 <td align="center"><a href="../../../index.html">Home</a></td>
  17 <td align="center"><a href="../../../libs/libraries.htm">Libraries</a></td>
  18 <td align="center"><a href="http://www.boost.org/users/people.html">People</a></td>
  19 <td align="center"><a href="http://www.boost.org/users/faq.html">FAQ</a></td>
  20 <td align="center"><a href="../../../more/index.htm">More</a></td>
  21 </tr></table>
  22 <hr>
  23 <div class="spirit-nav">
  24 <a accesskey="p" href="extending.html"><img src="../../../doc/src/images/prev.png" alt="Prev"></a><a accesskey="u" href="../lambda.html"><img src="../../../doc/src/images/up.png" alt="Up"></a><a accesskey="h" href="../index.html"><img src="../../../doc/src/images/home.png" alt="Home"></a><a accesskey="n" href="s08.html"><img src="../../../doc/src/images/next.png" alt="Next"></a>
  25 </div>
  26 <div class="section">
  27 <div class="titlepage"><div><div><h2 class="title" style="clear: both">
  28 <a name="idp363110320"></a>Practical considerations</h2></div></div></div>
  29 <div class="toc"><dl class="toc">
  30 <dt><span class="section"><a href="s07.html#idp363111008">Performance</a></span></dt>
  31 <dt><span class="section"><a href="s07.html#idp363155424">About compiling</a></span></dt>
  32 <dt><span class="section"><a href="s07.html#idp363160304">Portability</a></span></dt>
  33 </dl></div>
  34 <div class="section">
  35 <div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
  36 <a name="idp363111008"></a>Performance</h3></div></div></div>
  37 <p>In theory, all overhead of using STL algorithms and lambda functors
  38 compared to hand written loops can be optimized away, just as the overhead
  39 from standard STL function objects and binders can.
  40
  41 Depending on the compiler, this can also be true in practice.
  42 We ran two tests with the GCC 3.0.4 compiler on 1.5 GHz Intel Pentium 4.
  43 The optimization flag -03 was used.
  44 </p>
  45 <p>
  46 In the first test we compared lambda functors against explicitly written
  47 function objects.
  48 We used both of these styles to define unary functions which multiply the
  49 argument repeatedly by itself.
  50 We started with the identity function, going up to
  51 x<sup>5</sup>.
  52 The expressions were called inside a <code class="literal">std::transform</code> loop,
  53 reading the argument from one <code class="literal">std::vector&lt;int&gt;</code>
  54 and placing the result into another.
  55 The length of the vectors was 100 elements.
  56 The running times are listed in
  57 <a class="xref" href="s07.html#table:increasing_arithmetic_test" title="Table&#160;20.3.&#160;Test 1">Table&#160;20.3, &#8220;Test 1&#8221;</a>.
  58
  59 We can observe that there is no significant difference between the
  60 two approaches.
  61 </p>
  62 <p>
  63 In the second test we again used <code class="literal">std::transform</code> to
  64 perform an operation to each element in a 100-element long vector.
  65 This time the element type of the vectors was <code class="literal">double</code>
  66 and we started with very simple arithmetic expressions and moved to
  67 more complex ones.
  68 The running times are listed in <a class="xref" href="s07.html#table:ll_vs_stl_test" title="Table&#160;20.4.&#160;Test 2">Table&#160;20.4, &#8220;Test 2&#8221;</a>.
  69
  70 Here, we also included classic STL style unnamed functions into tests.
  71 We do not show these expressions, as they get rather complex.
  72 For example, the
  73 last expression in <a class="xref" href="s07.html#table:ll_vs_stl_test" title="Table&#160;20.4.&#160;Test 2">Table&#160;20.4, &#8220;Test 2&#8221;</a> written with
  74 classic STL tools contains 7 calls to <code class="literal">compose2</code>,
  75 8 calls to <code class="literal">bind1st</code>
  76 and altogether 14 constructor invocations for creating
  77 <code class="literal">multiplies</code>, <code class="literal">minus</code>
  78 and <code class="literal">plus</code> objects.
  79
  80 In this test the BLL expressions are a little slower (roughly 10% on average,
  81 less than 14% in all cases)
  82 than the corresponding hand-written function objects.
  83 The performance hit is a bit greater with classic STL expressions,
  84 up to 27% for the simplest expressios.
  85 </p>
  86 <p>
  87 The tests suggest that the BLL does not introduce a loss of performance
  88 compared to STL function objects.
  89 With a reasonable optimizing compiler, one should expect the performance characteristics be comparable to using classic STL.
  90 Moreover, with simple expressions the performance can be expected to be close
  91 to that of explicitly written function objects.
  92
  93
  94
  95 Note however, that evaluating a lambda functor consist of a sequence of calls to small functions that are declared inline.
  96 If the compiler fails to actually expand these functions inline,
  97 the performance can suffer.
  98 The running time can more than double if this happens.
  99 Although the above tests do not include such an expression, we have experienced
 100 this for some seemingly simple expressions.
 101
 102
 103 </p>
 104 <div class="table">
 105 <a name="table:increasing_arithmetic_test"></a><p class="title"><b>Table&#160;20.3.&#160;Test 1</b></p>
 106 <div class="table-contents">
 107 <div class="caption">CPU time of expressions with integer multiplication written as a lambda expression and as a traditional hand-coded function object class.
 108 The running times are expressed in arbitrary units.</div>
 109 <table class="table" summary="Test 1">
 110 <colgroup>
 111 <col>
 112 <col>
 113 <col>
 114 </colgroup>
 115 <thead><tr>
 116 <th>expression</th>
 117 <th>lambda expression</th>
 118 <th>hand-coded function object</th>
 119 </tr></thead>
 120 <tbody>
 121 <tr>
 122 <td>x</td>
 123 <td>240</td>
 124 <td>230</td>
 125 </tr>
 126 <tr>
 127 <td>x*x</td>
 128 <td>340</td>
 129 <td>350</td>
 130 </tr>
 131 <tr>
 132 <td>x*x*x</td>
 133 <td>770</td>
 134 <td>760</td>
 135 </tr>
 136 <tr>
 137 <td>x*x*x*x</td>
 138 <td>1180</td>
 139 <td>1210</td>
 140 </tr>
 141 <tr>
 142 <td>x*x*x*x*x</td>
 143 <td>1950</td>
 144 <td>1910</td>
 145 </tr>
 146 </tbody>
 147 </table>
 148 </div>
 149 </div>
 150 <p><br class="table-break">
 151 </p>
 152 <p>
 153 </p>
 154 <div class="table">
 155 <a name="table:ll_vs_stl_test"></a><p class="title"><b>Table&#160;20.4.&#160;Test 2</b></p>
 156 <div class="table-contents">
 157 <div class="caption">CPU time of arithmetic expressions written as lambda
 158 expressions, as classic STL unnamed functions (using <code class="literal">compose2</code>, <code class="literal">bind1st</code> etc.) and as traditional hand-coded function object classes.
 159 Using BLL terminology,
 160 <code class="literal">a</code> and <code class="literal">b</code> are bound arguments in the expressions, and <code class="literal">x</code> is open.
 161 All variables were of types <code class="literal">double</code>.
 162 The running times are expressed in arbitrary units.</div>
 163 <table class="table" summary="Test 2">
 164 <colgroup>
 165 <col>
 166 <col>
 167 <col>
 168 <col>
 169 </colgroup>
 170 <thead><tr>
 171 <th>expression</th>
 172 <th>lambda expression</th>
 173 <th>classic STL expression</th>
 174 <th>hand-coded function object</th>
 175 </tr></thead>
 176 <tbody>
 177 <tr>
 178 <td>ax</td>
 179 <td>330</td>
 180 <td>370</td>
 181 <td>290</td>
 182 </tr>
 183 <tr>
 184 <td>-ax</td>
 185 <td>350</td>
 186 <td>370</td>
 187 <td>310</td>
 188 </tr>
 189 <tr>
 190 <td>ax-(a+x)</td>
 191 <td>470</td>
 192 <td>500</td>
 193 <td>420</td>
 194 </tr>
 195 <tr>
 196 <td>(ax-(a+x))(a+x)</td>
 197 <td>620</td>
 198 <td>670</td>
 199 <td>600</td>
 200 </tr>
 201 <tr>
 202 <td>((ax) - (a+x))(bx - (b+x))(ax - (b+x))(bx - (a+x))</td>
 203 <td>1660</td>
 204 <td>1660</td>
 205 <td>1460</td>
 206 </tr>
 207 </tbody>
 208 </table>
 209 </div>
 210 </div>
 211 <p><br class="table-break">
 212 </p>
 213 <p>Some additional performance testing with an earlier version of the
 214 library is described
 215 <a class="xref" href="../lambda.html#cit:jarvi:00" title="The Lambda Library : Lambda Abstraction in C++">[<abbr class="abbrev">J&#228;r00</abbr>]</a>.
 216 </p>
 217 </div>
 218 <div class="section">
 219 <div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
 220 <a name="idp363155424"></a>About compiling</h3></div></div></div>
 221 <p>The BLL uses templates rather heavily, performing numerous recursive instantiations of the same templates.
 222 This has (at least) three implications:
 223 </p>
 224 <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: disc; ">
 225 <li class="listitem"><p>
 226 While it is possible to write incredibly complex lambda expressions, it probably isn't a good idea.
 227 Compiling such expressions may end up requiring a lot of memory
 228 at compile time, and being slow to compile.
 229 </p></li>
 230 <li class="listitem"><p>
 231 The types of lambda functors that result from even the simplest lambda expressions are cryptic.
 232 Usually the programmer doesn't need to deal with the lambda functor types at all, but in the case of an error in a lambda expression, the compiler usually outputs the types of the lambda functors involved.
 233 This can make the error messages very long and difficult to interpret, particularly if the compiler outputs the whole chain of template instantiations.
 234 </p></li>
 235 <li class="listitem"><p>
 236 The C++ Standard suggests a template nesting level of 17 to help detect infinite recursion.
 237 Complex lambda templates can easily exceed this limit.
 238 Most compilers allow a greater number of nested templates, but commonly require the limit explicitly increased with a command line argument.
 239 </p></li>
 240 </ul></div>
 241 </div>
 242 <div class="section">
 243 <div class="titlepage"><div><div><h3 class="title">
 244 <a name="idp363160304"></a>Portability</h3></div></div></div>
 245 <div class="toc"><dl class="toc"><dt><span class="section"><a href="s07.html#idp363163952">Test coverage</a></span></dt></dl></div>
 246 <p>
 247 The BLL works with the following compilers, that is, the compilers are capable of compiling the test cases that are included with the BLL:
 248
 249       </p>
 250 <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: disc; ">
 251 <li class="listitem">GCC 3.0.4
 252         </li>
 253 <li class="listitem">KCC 4.0f with EDG 2.43.1
 254         </li>
 255 <li class="listitem">GCC 2.96 (fails with one test case, the <code class="filename">exception_test.cpp</code> results in an internal compiler error.
 256 )
 257
 258         </li>
 259 </ul></div>
 260 <p>
 261 </p>
 262 <div class="section">
 263 <div class="titlepage"><div><div><h4 class="title">
 264 <a name="idp363163952"></a>Test coverage</h4></div></div></div>
 265 <p>The following list describes the test files included and the features that each file covers:
 266
 267 </p>
 268 <div class="itemizedlist"><ul class="itemizedlist" style="list-style-type: disc; ">
 269 <li class="listitem"><p>
 270 <code class="filename">bind_tests_simple.cpp</code> : Bind expressions of different arities and types of target functions: function pointers, function objects and member functions.
 271 Function composition with bind expressions.</p></li>
 272 <li class="listitem"><p><code class="filename">bind_tests_simple_function_references.cpp</code> :
 273 Repeats all tests from <code class="filename">bind_tests_simple.cpp</code> where the target function is a function pointer, but uses function references instead.
 274 </p></li>
 275 <li class="listitem"><p><code class="filename">bind_tests_advanced.cpp</code> : Contains tests for nested bind expressions, <code class="literal">unlambda</code>, <code class="literal">protect</code>, <code class="literal">const_parameters</code> and <code class="literal">break_const</code>.
 276 Tests passing lambda functors as actual arguments to other lambda functors, currying, and using the <code class="literal">sig</code> template to specify the return type of a function object.
 277 </p></li>
 278 <li class="listitem"><p>
 279 <code class="filename">operator_tests_simple.cpp</code> :
 280 Tests using all operators that are overloaded for lambda expressions, that is, unary and binary arithmetic,
 281 bitwise,
 282 comparison,
 283 logical,
 284 increment and decrement,
 285 compound,
 286 assignment,
 287 subscrict,
 288 address of,
 289 dereference, and comma operators.
 290 The streaming nature of shift operators is tested, as well as pointer arithmetic with plus and minus operators.
 291 </p></li>
 292 <li class="listitem"><p><code class="filename">member_pointer_test.cpp</code> : The pointer to member operator is complex enough to warrant a separate test file.
 293 </p></li>
 294 <li class="listitem"><p>
 295 <code class="filename">control_structures.cpp</code> :
 296 Tests for the looping and if constructs.
 297 </p></li>
 298 <li class="listitem"><p>
 299 <code class="filename">switch_construct.cpp</code> :
 300 Includes tests for all supported arities of the switch statement, both with and without the default case.
 301 </p></li>
 302 <li class="listitem"><p>
 303 <code class="filename">exception_test.cpp</code> :
 304 Includes tests for throwing exceptions and for try/catch constructs with varying number of catch blocks.
 305 </p></li>
 306 <li class="listitem"><p>
 307 <code class="filename">constructor_tests.cpp</code> :
 308 Contains tests for <code class="literal">constructor</code>, <code class="literal">destructor</code>, <code class="literal">new_ptr</code>, <code class="literal">delete_ptr</code>, <code class="literal">new_array</code> and <code class="literal">delete_array</code>.
 309 </p></li>
 310 <li class="listitem"><p>
 311 <code class="filename">cast_test.cpp</code> : Tests for the four cast expressions, as well as <code class="filename">typeid</code> and <code class="literal">sizeof</code>.
 312 </p></li>
 313 <li class="listitem"><p>
 314 <code class="filename">extending_return_type_traits.cpp</code> : Tests extending the return type deduction system for user defined types.
 315 Contains several user defined operators and the corresponding specializations for the return type deduction templates.
 316 </p></li>
 317 <li class="listitem"><p>
 318 <code class="filename">is_instance_of_test.cpp</code> : Includes tests for an internally used traits template, which can detect whether a given type is an instance of a certain template or not.
 319 </p></li>
 320 <li class="listitem"><p>
 321 <code class="filename">bll_and_function.cpp</code> :
 322 Contains tests for using <code class="literal">boost::function</code> together with lambda functors.
 323 </p></li>
 324 </ul></div>
 325 <p>
 326
 327 </p>
 328 </div>
 329 </div>
 330 </div>
 331 <table xmlns:rev="http://www.cs.rpi.edu/~gregod/boost/tools/doc/revision" width="100%"><tr>
 332 <td align="left"></td>
 333 <td align="right"><div class="copyright-footer">Copyright &#169; 1999-2004 Jaakko J&#228;rvi, Gary Powell<p>Use, modification and distribution is subject to the Boost
 334     Software License, Version 1.0. (See accompanying file
 335     <code class="filename">LICENSE_1_0.txt</code> or copy at <a href="http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt" target="_top">http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt</a>)</p>
 336 </div></td>
 337 </tr></table>
 338 <hr>
 339 <div class="spirit-nav">
 340 <a accesskey="p" href="extending.html"><img src="../../../doc/src/images/prev.png" alt="Prev"></a><a accesskey="u" href="../lambda.html"><img src="../../../doc/src/images/up.png" alt="Up"></a><a accesskey="h" href="../index.html"><img src="../../../doc/src/images/home.png" alt="Home"></a><a accesskey="n" href="s08.html"><img src="../../../doc/src/images/next.png" alt="Next"></a>
 341 </div>
 342 </body>
 343 </html>