ヘッダファイルの include コストを調べてみた

include するヘッダファイルが多くなればなるほど，コンパイルに掛かる時間が増加する．では，それぞれのヘッダファイルを include するコストはどれくらいなのか？

ということで，調べてみた．

調べ方

ヘッダを include するだけのプログラム
e.g.

#include<list>
int main(){return 0;}

を書いて，-E を付けて g++ でコンパイルし（プリプロセッサの処理のみ行う），出力される文字数を比較した．要するに，include されるファイルをすべて展開した結果の文字数（==コンパイルに掛けられる文字数）での比較だ．もちろん template の処理とか，内容によってコンパイル時間が違ってくるので，「コンパイルに掛けられる文字数」と「コンパイル時間」は必ずしも比例しない．が，ひとつの目安にはなると思う．

実際は，

#!/bin/bash
files="
bitset
deque
list
map
queue
..(略)..
boost/wave.hpp
boost/weak_ptr.hpp
"
function gencode()
{
  if [ "`echo "$1" | sed 's/^octave\/.*//g'`" == "" ];then
    echo "#include<octave/config.h>"
  fi
  echo "#include<$1>"
  echo "int main(){return 0;}"
}
for f in $files;do
  cost=`gencode $f | \g++ -xc++ -E - | wc -m`
  echo "$f $cost"
  # cost_stars=`echo "import math;print '*'*int(math.ceil($cost./50000.))" | python`
  # echo "|$f|$cost|$cost_stars|"
done

というスクリプトを書いて調べた．

結果

主要な（私がよく使う）ヘッダの include コストをグラフにまとめてみた（クリックで拡大）：

iostream を読み込むより iosfwd を読んだ方がかなり文字数が少ないとか，全般的に C++ のヘッダファイルは標準Cライブラリから引き継いだヘッダファイルより文字数がだいぶ多いとかが分かる．

詳細な結果は，以下の通り．

標準ライブラリ

ファイル名	文字数	文字数(o=50000)
bitset	285020	oooooo
deque	126897	ooo
list	92074	oo
map	137146	ooo
queue	208067	ooooo
set	134207	ooo
stack	129828	ooo
vector	128847	ooo
algorithm	222221	ooooo
functional	15853	o
iterator	448958	ooooooooo
locale	462012	oooooooooo
memory	83566	oo
stdexcept	264065	oooooo
utility	4974	o
string	262550	oooooo
fstream	486032	oooooooooo
ios	394626	oooooooo
iostream	445545	ooooooooo
iosfwd	23785	o
iomanip	297508	oooooo
istream	445038	ooooooooo
ostream	411128	ooooooooo
sstream	459943	oooooooooo
streambuf	304660	ooooooo
complex	534653	ooooooooooo
numeric	9376	o
valarray	467435	oooooooooo
exception	2493	o
limits	32344	o
new	4316	o
typeinfo	4081	o
cassert	1438	o
cctype	7974	o
cerrno	1633	o
cfloat	326	o
climits	2127	o
cmath	52112	oo
csetjmp	3053	o
csignal	17815	o
cstdlib	28903	o
cstddef	1893	o
cstdarg	1928	o
ctime	9530	o
cstdio	20264	o
cstring	12053	o
cwchar	16784	o
cwctype	11152	o

liboctave（一部）

ファイル名	文字数	文字数(o=50000)
octave/dColVector.h	587696	oooooooooooo
octave/dRowVector.h	587435	oooooooooooo
octave/dMatrix.h	649722	ooooooooooooo
octave/EIG.h	678633	oooooooooooooo
octave/dbleCHOL.h	650670	oooooooooooooo
octave/dbleSVD.h	666693	oooooooooooooo
octave/dbleDET.h	447238	ooooooooo
octave/CColVector.h	589225	oooooooooooo
octave/CRowVector.h	588738	oooooooooooo
octave/CMatrix.h	653086	oooooooooooooo
octave/CmplxCHOL.h	654171	oooooooooooooo
octave/CmplxSVD.h	686663	oooooooooooooo
octave/CmplxDET.h	537166	ooooooooooo
octave/mx-m-dm.h	665861	oooooooooooooo

BOOST C++ library

ファイル名	文字数	文字数(o=50000)
boost/aligned_storage.hpp	216983	ooooo
boost/any.hpp	262270	oooooo
boost/array.hpp	616277	ooooooooooooo
boost/assert.hpp	1400	o
boost/assign.hpp	990449	oooooooooooooooooooo
boost/bind.hpp	247054	ooooo
boost/blank.hpp	219303	ooooo
boost/blank_fwd.hpp	229	o
boost/call_traits.hpp	147749	ooo
boost/cast.hpp	249450	ooooo
boost/checked_delete.hpp	971	o
boost/compressed_pair.hpp	375081	oooooooo
boost/concept_archetype.hpp	517437	ooooooooooo
boost/concept_check.hpp	547822	ooooooooooo
boost/config.hpp	52662	oo
boost/crc.hpp	130040	ooo
boost/cregex.hpp	368355	oooooooo
boost/cstdint.hpp	54811	oo
boost/cstdlib.hpp	29243	o
boost/current_function.hpp	345	o
boost/date_time.hpp	2199896	oooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
boost/dynamic_bitset.hpp	821303	ooooooooooooooooo
boost/dynamic_bitset_fwd.hpp	83874	oo
boost/dynamic_property_map.hpp	1027874	ooooooooooooooooooooo
boost/enable_shared_from_this.hpp	314853	ooooooo
boost/filesystem.hpp	1147402	ooooooooooooooooooooooo
boost/foreach.hpp	575019	oooooooooooo
boost/format.hpp	1026428	ooooooooooooooooooooo
boost/function.hpp	862394	oooooooooooooooooo
boost/function_equal.hpp	462	o
boost/function_output_iterator.hpp	450212	oooooooooo
boost/functional.hpp	176363	oooo
boost/generator_iterator.hpp	727469	ooooooooooooooo
boost/get_pointer.hpp	83844	oo
boost/implicit_cast.hpp	68562	oo
boost/indirect_reference.hpp	500726	ooooooooooo
boost/integer.hpp	106158	ooo
boost/integer_fwd.hpp	87635	oo
boost/integer_traits.hpp	100479	ooo
boost/intrusive_ptr.hpp	93322	oo
boost/io_fwd.hpp	25565	o
boost/iterator.hpp	473528	oooooooooo
boost/iterator_adaptors.hpp	729268	ooooooooooooooo
boost/last_value.hpp	2355	o
boost/lexical_cast.hpp	604732	ooooooooooooo
boost/limits.hpp	83803	oo
boost/math_fwd.hpp	931	o
boost/mem_fn.hpp	158862	oooo
boost/multi_array.hpp	1178137	oooooooooooooooooooooooo
boost/multi_index_container.hpp	1173070	oooooooooooooooooooooooo
boost/multi_index_container_fwd.hpp	405669	ooooooooo
boost/next_prior.hpp	449497	ooooooooo
boost/non_type.hpp	267	o
boost/noncopyable.hpp	500	o
boost/nondet_random.hpp	696318	oooooooooooooo
boost/none.hpp	552	o
boost/operators.hpp	515289	ooooooooooo
boost/optional.hpp	445616	ooooooooo
boost/parameter.hpp	303425	ooooooo
boost/pfto.hpp	53206	oo
boost/pointee.hpp	500181	ooooooooooo
boost/pointer_cast.hpp	642	o
boost/pointer_to_other.hpp	825	o
boost/preprocessor.hpp	24821	o
boost/program_options.hpp	1361128	oooooooooooooooooooooooooooo
boost/progress.hpp	521496	ooooooooooo
boost/property_map.hpp	592277	oooooooooooo
boost/property_map_iterator.hpp	802505	ooooooooooooooooo
boost/random.hpp	846537	ooooooooooooooooo
boost/range.hpp	927825	ooooooooooooooooooo
boost/rational.hpp	627393	ooooooooooooo
boost/ref.hpp	57200	oo
boost/regex.hpp	1337472	ooooooooooooooooooooooooooo
boost/regex_fwd.hpp	75489	oo
boost/scoped_array.hpp	56348	oo
boost/scoped_ptr.hpp	87144	oo
boost/shared_array.hpp	283484	oooooo
boost/shared_container_iterator.hpp	890873	oooooooooooooooooo
boost/shared_ptr.hpp	311138	ooooooo
boost/signal.hpp	1597017	oooooooooooooooooooooooooooooooo
boost/signals.hpp	1597145	oooooooooooooooooooooooooooooooo
boost/smart_cast.hpp	195886	oooo
boost/smart_ptr.hpp	325826	ooooooo
boost/spirit.hpp	1750040	oooooooooooooooooooooooooooooooooooo
boost/state_saver.hpp	208366	ooooo
boost/static_assert.hpp	53156	oo
boost/static_warning.hpp	53223	oo
boost/strong_typedef.hpp	515439	ooooooooooo
boost/thread.hpp	1101740	ooooooooooooooooooooooo
boost/throw_exception.hpp	52926	oo
boost/timer.hpp	89299	oo
boost/token_functions.hpp	501531	ooooooooooo
boost/token_iterator.hpp	933585	ooooooooooooooooooo
boost/tokenizer.hpp	935446	ooooooooooooooooooo
boost/type.hpp	245	o
boost/type_traits.hpp	273649	oooooo
boost/utility.hpp	485192	oooooooooo
boost/variant.hpp	927184	ooooooooooooooooooo
boost/vector_property_map.hpp	805665	ooooooooooooooooo
boost/version.hpp	147	o
boost/visit_each.hpp	53083	oo
boost/wave.hpp	2926089	ooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooooo
boost/weak_ptr.hpp	313404	ooooooo