草庐IT

c++ - 这个 For 循环中发生了什么 GCC 优化？

coder 2023-11-16 原文

使用 gcc 4.6 和 -O3，我使用简单的时间命令对以下四个代码进行了计时

#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])
{
  double val = 1.0; 
  unsigned int numIterations = 1e7; 
  for(unsigned int ii = 0;ii < numIterations;++ii) {
    val *= 0.999;
  }
  std::cout<<val<<std::endl;
}

案例 1 在 0.09 秒内运行

#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])
{
  double val = 1.0;
  unsigned int numIterations = 1e8;
  for(unsigned int ii = 0;ii < numIterations;++ii) {
    val *= 0.999;
  }
  std::cout<<val<<std::endl;
}

案例 2 在 17.6 秒内运行

int main(int argc, char* argv[])
{
  double val = 1.0;
  unsigned int numIterations = 1e8;
  for(unsigned int ii = 0;ii < numIterations;++ii) {
    val *= 0.999;
  }
}

案例 3 在 0.8 秒内运行

#include <iostream>
int main(int argc, char* argv[])
{
  double val = 1.0;
  unsigned int numIterations = 1e8;
  for(unsigned int ii = 0;ii < numIterations;++ii) {
    val *= 0.999999;
  }
  std::cout<<val<<std::endl;
}

案例 4 在 0.8 秒内运行

我的问题是，为什么第二种情况比所有其他情况慢得多？案例 3 表明删除 cout 会使运行时恢复到预期的水平。案例 4 表明改变乘数也大大减少了运行时间。在情况 2 中没有发生哪些优化或优化，为什么？

更新:

当我最初运行这些测试时，没有单独的变量 numIterations，该值是硬编码在 for 循环中的。通常，对该值进行硬编码会使运行速度比此处给出的情况慢。对于案例 3 尤其如此，如上所示，案例 3 几乎立即使用 numIterations 变量运行，表明 James McNellis 关于优化整个循环的说法是正确的。我不确定为什么将 1e8 硬编码到 for 循环中会阻止删除案例 3 中的循环或在其他情况下使事情变慢，但是，案例 2 明显变慢的基本前提更是如此。

上述情况的汇编输出差异给出

案例2和案例1:
movl $100000000, 16(%esp)

移动 $10000000, 16(%esp)

案例二和案例四:
.long -652835029
.long 1072691150

.long -417264663
.long 1072693245

最佳答案

勒内·里希特 (René Richter) 在下溢问题上走在了正确的轨道上。最小的正归一化数约为 2.2e-308。当 f(n)=0.999**n 时，在大约 708,148 次迭代后达到此限制。剩余的迭代停留在非标准化计算上。

这解释了为什么 1 亿次迭代花费的时间是执行 1000 万次所需时间的 10 倍多一点。前 700,000 个是使用浮点硬件完成的。一旦你遇到了非规范化数字，浮点硬件就开始了；乘法在软件中完成。

请注意，如果重复计算正确计算出 0.999**N，则情况不会如此。最终乘积将达到零，从那时起，乘法将再次由浮点硬件完成。不会发生这种情况，因为 0.999 *(最小非规范化数字)是最小的非规范化数字。持续的产品最终会触底反弹。

我们能做的就是改变指数。 0.999999 的指数将使连续乘积保持在 7.08 亿次迭代的规范化数字范围内。利用这一点，

Case A  : #iterations = 1e7, exponent=0.999, time=0.573692 sec
Case B  : #iterations = 1e8, exponent=0.999, time=6.10548 sec
Case C  : #iterations = 1e7, exponent=0.999999, time=0.018867 sec
Case D  : #iterations = 1e8, exponent=0.999999, time=0.189375 sec

在这里您可以轻松地看到浮点硬件比软件仿真快多少。

关于c++ - 这个 For 循环中发生了什么 GCC 优化？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6573746/

amp43numIterationsintunsignedc++gcc

有关c++ - 这个 For 循环中发生了什么 GCC 优化？的更多相关文章

  1. ruby - 为什么我可以在 Ruby 中使用 Object#send 访问私有(private)/ protected 方法？ - 2

    类classAprivatedeffooputs:fooendpublicdefbarputs:barendprivatedefzimputs:zimendprotecteddefdibputs:dibendendA的实例a=A.new测试a.foorescueputs:faila.barrescueputs:faila.zimrescueputs:faila.dibrescueputs:faila.gazrescueputs:fail测试输出failbarfailfailfail.发送测试[:foo,:bar,:zim,:dib,:gaz].each{|m|a.send(m)resc

  2. ruby-on-rails - Rails - 子类化模型的设计模式是什么？ - 2

    我有一个模型:classItem项目有一个属性“商店”基于存储的值，我希望Item对象对特定方法具有不同的行为。Rails中是否有针对此的通用设计模式？如果方法中没有大的if-else语句，这是如何干净利落地完成的？ 最佳答案 通常通过Single-TableInheritance. 关于ruby-on-rails-Rails-子类化模型的设计模式是什么？，我们在StackOverflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.co

  3. ruby - 树顶语法无限循环 - 2

    我脑子里浮现出一些关于一种新编程语言的想法，所以我想我会尝试实现它。一位friend建议我尝试使用Treetop(Rubygem)来创建一个解析器。Treetop的文档很少，我以前从未做过这种事情。我的解析器表现得好像有一个无限循环，但没有堆栈跟踪；事实证明很难追踪到。有人可以指出入门级解析/AST指南的方向吗？我真的需要一些列出规则、常见用法等的东西来使用像Treetop这样的工具。我的语法分析器在GitHub上，以防有人希望帮助我改进它。class{initialize=lambda(name){receiver.name=name}greet=lambda{IO.puts("He

  4. ruby-on-rails - 在 Ruby 中循环遍历多个数组 - 2

    我有多个ActiveRecord子类Item的实例数组，我需要根据最早的事件循环打印。在这种情况下，我需要打印付款和维护日期，如下所示:ItemAmaintenancerequiredin5daysItemBpaymentrequiredin6daysItemApaymentrequiredin7daysItemBmaintenancerequiredin8days我目前有两个查询，用于查找maintenance和payment项目(非排他性查询)，并输出如下内容:paymentrequiredin...maintenancerequiredin...有什么方法可以改善上述(丑陋的)代

  5. ruby - 什么是填充的 Base64 编码字符串以及如何在 ruby​​ 中生成它们？ - 2

    我正在使用的第三方API的文档状态:"[O]urAPIonlyacceptspaddedBase64encodedstrings."什么是“填充的Base64编码字符串”以及如何在Ruby中生成它们。下面的代码是我第一次尝试创建转换为Base64的JSON格式数据。xa=Base64.encode64(a.to_json) 最佳答案 他们说的padding其实就是Base64本身的一部分。它是末尾的“=”和“==”。Base64将3个字节的数据包编码为4个编码字符。所以如果你的输入数据有长度n和n%3=1=>"=="末尾用于填充n%

  6. ruby - 解析 RDFa、微数据等的最佳方式是什么，使用统一的模式/词汇(例如 schema.org)存储和显示信息 - 2

    我主要使用Ruby来执行此操作，但到目前为止我的攻击计划如下:使用gemsrdf、rdf-rdfa和rdf-microdata或mida来解析给定任何URI的数据。我认为最好映射到像schema.org这样的统一模式，例如使用这个yaml文件，它试图描述数据词汇表和opengraph到schema.org之间的转换:#SchemaXtoschema.orgconversion#data-vocabularyDV:name:namestreet-address:streetAddressregion:addressRegionlocality:addressLocalityphoto:i

  7. ruby - 为什么 4.1%2 使用 Ruby 返回 0.0999999999999996？但是 4.2%2==0.2 - 2

    为什么4.1%2返回0.0999999999999996？但是4.2%2==0.2。 最佳答案 参见此处:WhatEveryProgrammerShouldKnowAboutFloating-PointArithmetic实数是无限的。计算机使用的位数有限(今天是32位、64位)。因此计算机进行的浮点运算不能代表所有的实数。0.1是这些数字之一。请注意，这不是与Ruby相关的问题，而是与所有编程语言相关的问题，因为它来自计算机表示实数的方式。 关于ruby-为什么4.1%2使用Ruby返

  8. ruby-on-rails - 如何优雅地重启 thin + nginx？ - 2

    我的瘦服务器配置了nginx，我的ROR应用程序正在它们上运行。在我发布代码更新时运行thinrestart会给我的应用程序带来一些停机时间。我试图弄清楚如何优雅地重启正在运行的Thin实例，但找不到好的解决方案。有没有人能做到这一点？ 最佳答案 #Restartjustthethinserverdescribedbythatconfigsudothin-C/etc/thin/mysite.ymlrestartNginx将继续运行并代理请求。如果您将Nginx设置为使用多个上游服务器，例如server{listen80;server

  9. ruby-on-rails - 无法在centos上安装therubyracer(V8和GCC出错) - 2

    我正在尝试在我的centos服务器上安装therubyracer，但遇到了麻烦。$geminstalltherubyracerBuildingnativeextensions.Thiscouldtakeawhile...ERROR:Errorinstallingtherubyracer:ERROR:Failedtobuildgemnativeextension./usr/local/rvm/rubies/ruby-1.9.3-p125/bin/rubyextconf.rbcheckingformain()in-lpthread...yescheckingforv8.h...no***e

  10. ruby-on-rails - form_for 中不在模型中的自定义字段 - 2

    我想向我的Controller传递一个参数，它是一个简单的复选框，但我不知道如何在模型的form_for中引入它，这是我的观点:{:id=>'go_finance'}do|f|%>Transferirde:para:Entrada:"input",:placeholder=>"Quantofoiganho?"%>Saída:"output",:placeholder=>"Quantofoigasto?"%>Nota:我想做一个额外的复选框，但我该怎么做，模型中没有一个对象，而是一个要检查的对象，以便在Controller中创建一个ifelse，如果没有检查，请帮助我，非常感谢,谢谢

随机推荐