C 語言模擬 C++ 類的性能分析

前文以 C 結構體與函數指標模擬 C++ 類機制，本文分析此結構對程式效能的影響，測試環境為 Release 版本。

1. 函數調用開銷

測試：循環調用函數 vs 循環執行函數體內部代碼。結果：當函數極簡單且調用次數極大（千萬級）時，函數調用開銷明顯。對非即時系統（UI 等），即使較慢 CPU，百萬次調用耗時僅毫秒級，通常可忽略。高頻簡單功能可用 inline 或巨集優化。

2. 普通函數 vs 函數指標調用

測試發現兩者時間差異極小。早期測試中函數指標較慢，後發現因全域變數存取較區域變數慢所致。修正後差異可忽略。

3. 函數指標與結構體成員存取

透過結構體存取函數指標 (struct { void (*tf)(); }) 與直接存取函數指標效能無差異。結構體存取為固定偏移量，機器碼層面與普通變數相同。

結論

• 函數調用開銷在極高頻簡單操作下才顯著，一般應用可忽略。
• 函數指標調用無額外效能懲罰。
• 結構體封裝不影響存取效能。
• C 模擬 C++ 類機制在效能上可接受，適合嵌入式或無 C++ 編譯器環境。