我目前正在开发一种非常快速的算法，其中一部分是极快的扫描和统计功能。 在这个任务中，我追求任何性能优势。 因此，我也有兴趣保持代码“多线程”友好。
现在提问： 我注意到将一些非常频繁访问的变量和数组放入“全局”或“静态本地”（它们都是相同的），有一个可衡量的性能优势（在+ 10％的范围内）。 我试图理解为什么，并找到解决方案，因为我宁愿避免使用这些类型的分配。 请注意，我不认为差异来自“分配”，因为在堆栈上分配一些变量和小数组几乎是瞬间完成的。我认为差异来自“访问”和“修改”数据。
在这个搜索中，我从stackoverflow找到了这个旧帖子： C ++全局变量的性能
但我对那里的答案感到非常失望。很少解释，大多是咆哮“你不应该这样做”（嘿，这不是问题！）和非常粗略的陈述，如'它不影响性能'，这显然是不正确的，因为我用精确测量它基准工具。
如上所述，我正在寻找解释，并且，如果存在，则解决此问题。到目前为止，我已经感觉计算本地（动态）变量的内存地址比全局（或本地静态）花费更多。也许类似ADD操作的差异。但这无助于找到解决方案......
这实际上取决于您的编译器，平台和其他细节。但是，我可以描述一个全局变量更快的场景。
在许多情况下，全局变量处于固定偏移量。这允许生成的指令直接简单地使用该地址。 （有些东西） MOV AX,[MyVar]。）
但是，如果您有一个相对于当前堆栈指针或类或数组成员的变量，则需要一些数学运算来获取数组的地址并确定实际变量的地址。
显然，如果你需要在你的全局变量上放置某种互斥量以保持线程安全，那么你几乎肯定会失去任何性能增益。
如果它们是POD类型，那么创建局部变量就可以完全免费。您可能会溢出具有太多堆栈变量的缓存行或其他类似的基于对齐的原因 非常 特定于您的代码。我经常发现非局部变量会显着降低性能。
很难打破速度的静态分配，虽然10％是一个很小的差异，但可能是由于地址计算。
但如果你在寻找速度，
你在评论中的例子 while(p<end)stats[*p++]++; 是展开的明显候选人，例如：
static int stats[M];
static int index_array[N];
int *p = index_array, *pend = p+N;
// ... initialize the arrays ...
while (p < pend-8){
stats[p[0]]++;
stats[p[1]]++;
stats[p[2]]++;
stats[p[3]]++;
stats[p[4]]++;
stats[p[5]]++;
stats[p[6]]++;
stats[p[7]]++;
p += 8;
}
while(p<pend) stats[*p++]++;
不要指望编译器为你做这件事。它可能会或可能不会弄明白。
其他可能的优化会浮现在脑海中，但它们取决于您实际上要做的事情。
如果你有类似的东西
int stats[256]; while (p<end) stats[*p++]++;
static int stats[256]; while (p<end) stats[*p++]++;
你并没有真正比较同样的事情，因为对于第一个实例，你没有对数组进行初始化。明确写出第二行相当于
static int stats[256] = { 0 }; while (p<end) stats[*p++]++;
因此，为了公平比较，您应该首先阅读
int stats[256] = { 0 }; while (p<end) stats[*p++]++;
如果变量处于已知状态，则编译器可能会推断出更多内容。
现在，可能有运行时优势了 static 因为初始化是在编译时（或程序启动）完成的。
要测试这是否能弥补您的差异，您应该使用静态声明和循环多次运行相同的函数，以查看如果调用次数增加，差异是否会消失。
但正如其他人已经说过的那样，最好是检查编译器生成的汇编程序，以查看生成的代码中存在哪些有效差异。