Salut, il y a quelques temps j'ai travaillé à l'école sur un assez gros projet d'optimisation en C++ dont l'objectif était donc de rendre un résultat qui soit le meilleur possible et le plus rapidement possible.

Je me souviens qu'au départ j'utilisais dans mon code des unsigned int chaque fois que j'étais sûr que ma valeur ne passerait pas (et ne devait pas passer) en dessous de 0. Et avec ce code là j'ai pu faire quelques tests qui me donnaient des résultats satisfaisant en temps d'exécution.

Et puis un jour, je ne sais plus pourquoi, j'ai décidé de remplacer mes unsigned int par des int. Et étrangement ce remplacement m'a offert un gain de performance en temps d'exécution assez remarquable.

A l'époque je ne m'étais pas trop posé de question, mais maintenant que j'ai un nouveau projet C++ je m'interroge. Est-ce que l'utilisation du type unsigned int oblige la réalisation de test de positivité ou quelque chose comme ça qui ralentirait l'exécution ? Ou bien est-ce que le compilateur (à l'époque g++ 4 avec -O2 sous Linux x64) parvient à réaliser certaines optimisations lorsqu'on utilise le type int au lieu du type unsigned int ?

Dans la même veine, est-ce que je risque de perdre en performance en utilisant du unsigned char au lieu du signed char, ou bien est-ce que l'utilisation du type short peut éventuellement être pénalisante en terme de temps d'exécution par rapport au type int ? En bref, comment le choix des types de base peut-il jouer sur la performance temporelle d'une application ?

Le tag unsigned c'est du vent matériellement parlant.

« Est-ce que l'utilisation du type unsigned int oblige la réalisation de test de positivité » non.
unsigned int c'est Z / 2^32 Z représenté de 0 à 2^32-1, et int c'est Z / 2^32 représenté entre -2^31 et 2^31-1. Mathématiquement et matériellement, c'est la même chose. C'est juste l'interprétation que toi tu vas en faire qui change. De fait, je trouve intéressant de mettre des « unsigned » uniquement pour les warnings que ça produit à la compilation. C'est rare d'avoir des cas où un gros résultat positif tient dans un "unsigned int" et pas dans un "int".

Pour ce qui est de char/short, je te conseille d'utiliser int ou long, sauf si le but est de minimiser significativement la mémoire.

Il y a plein de chose en C++ qui sont nativement des "signed int". Tu perd peut etre du temps a faire des conversion signed/unsigned. Sinon pour les short/char. Les calculs sont en general plus rapide dans le type primitif de ton processeur. Cependant comme indique par chris, utilise des char ou des shorts peut permetttre de reduire l'empreinte memoire et potentiellement les contentions sur les bus memoire.

De facon general, le principe de "pas d'optimisation premature" s'applique. Si tu pense que changer de type peut avoir un impact significatif sur les performances de ton application, tu devrais abstraire les type dans ton application (soit par l'utilisation de typedef soit par l'utilisation de template) afin que le changement de type lors des phases d'optimisations soit la moins douloureuse possible.

Dans mon experience, une fois une application ecrite, la majorite des performances sont obtenu par le changement d'une ou deux structure de donnee. Par l'ajout d'un cache logiciel pour eviter de recalculer certaines expression classique. Par implementation ad-hoc d'une structure de donnee classique.

Ensuite, si les performances sont encore insuffisante, on peut gagner des performances en specialisant les noyau de code important pour certains processeur en ecrivant permettant au compilateur d'utiliser les operations vectoriel de ton processeur. Ou encore en considerant d'utiliser du calcul parallele (sur multicore ou sur GPU).