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c++ - 优化小型 3d vector 结构以提高性能

coder 2024-02-17 原文

我是 C++ 的新手，有以下问题，我们称之为问题。在我的计算机模拟中，我经常使用 vector 。我自己构建了一个表示 vector 的小结构，并想学习如何使操作(例如 normalize() 函数更高效)。此外，使用 C++ 的 valarray?它似乎预先实现了一些有用的方法。

我几乎只使用 normalize() 函数和 vector 的加法/减法/乘法。由于我所有的 vector 都只有三个元素，我对在我的项目中包含第 3 方库犹豫不决。

这是我的结构:

struct vector_t {
    int _i, _j, _k;
    vector_t(int i, int j, int k) {
        _i = i;
        _j = j;
        _k = k;
    }
    vector_t() {}
    inline int getI() { 
        return _i; 
    }
    inline int getJ() { 
        return _j; 
    }
    inline int getK() { 
        return _k; 
    }
    inline void setI(int val) { 
        _i = val; 
    }
    inline void setJ(int val) { 
        _j = val; 
    }
    inline void setK(int val) { 
        _k = val; 
    }
    void normalize() {
        float length = sqrt(_i*_i + _k*_k + _j*_j);
        _i /= length;
        _j /= length;
        _k /= length;
    }
};

还有我的问题:

  • 我怎样才能加快 normalize() 函数的速度，或者这已经是最有效的方法了吗？
  • 在保持低内存和计算机时间使用率的同时，有什么更符合 C++ 风格的方法来实现这样的结构/类？
  • 我应该更喜欢 valarray 而不是我自己的类型吗？

最佳答案

使用 fast reciprocal square root function计算 1/长度，然后将每个元素乘以该因子。除了比 sqrt 更快的函数之外，它还用 3 个昂贵的除法运算换取了 3 个相对便宜的乘法运算:

struct vector_t {
    float _i, _j, _k;

    // ...

    void normalize() {
        float r_length = Q_rsqrt(_i*_i + _k*_k + _j*_j);
        _i *= r_length;
        _j *= r_length;
        _k *= r_length;
    }
};

注意:您可能需要考虑如何处理 i == j == k == 0 的病理情况。

关于c++ - 优化小型 3d vector 结构以提高性能，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/19314847/

amp小型codevectorsectionc++struct

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