草庐IT

c++ - 为什么更改这些指令的顺序会显着影响性能？

coder 2023-05-30 原文

对于学校的作业，我正在对大量数字执行密集运算。在对在整个阵列上运行的单线程版本进行基准测试并将我的结果与我同学的结果进行比较时，我注意到了一些奇怪的行为。

函数如下:

int compute (char a[], int start, int end) {
    int sum = 0;
    int min = a[start];
    int max = a[start];

    for (int i = start; i < end; i++) {
        if (a[i] > max) max = a[i];
        if (a[i] < min) min = a[i];

        int cube = a[i] * a[i] * a[i];
        sum += cube;
    }

    return sum;
}

但是我同学的程序一直运行得更快，通常更快。他的代码是相同的，除了循环体中指令的顺序:

for (int i = start; i < end; i++) {
    int cube = a[i] * a[i] * a[i];
    sum += cube;

    if (a[i] > max) max = a[i];
    if (a[i] < min) min = a[i];
}

以下是将每个版本的运行时间与大小为 1,000,000,000 的输入数组(使用随机有符号字节初始化)进行比较的输出:

Min/max first:
sum = 5445493143089, min = -128, max = 127
Completed in 1.050268 sec

Product-sum first:
sum = 5445493143089, min = -128, max = 127
Completed in 1.010639 sec

我们检查了两个版本的生成程序集，发现存在相同的指令，只是顺序不同。据我所知，这不应该有那么大的影响，但我可能是错的。 (我们也注意到使用的寄存器差别很大，但是我尤其怀疑应该有效果。)

在为 C (-std=c11) 和 C++ (-std=c++11) 进行编译时，我们会遇到这种情况。

为什么这些行的顺序会严重影响顺序程序的行为？我们也在对操作的并行版本进行基准测试，相比之下，它的行为几乎没有变化。我将内存重新排序视为可能的罪魁祸首，但这似乎不是问题，因为并行版本几乎不受影响(无论如何分区中没有重叠)。

Intensive back-to-back tests 展示行为。 Product-sum 总是比 min/max 快，即使在交替和允许缓存的情况下也是如此。

最佳答案

如果我们在代码中加入显式跳转，您可以看到末尾带有条件的那一个可以在大多数情况下避免一次跳转。这类似于编译器实际生成的代码。

第一种形式，最小值/最大值在前:

    int i = lo;
    goto start;
loop:
    i++;
start:
    if (!(i < hi)) goto end;
    if (!(a[i] > ret.max)) goto label1;
    ret.max = a[i];
label1:
    if (!(a[i] < ret.min)) goto label2;
    ret.min = a[i];
label2:

    long long square = a[i] * a[i];
    ret.sum += square;
    goto loop;
end:

第二种形式，最小/最大最后:

    int i = lo;
    goto start;
loop:
    i++;
start:
    if (!(i < hi)) goto end;
    long long square = a[i] * a[i];
    ret.sum += square;

    if (!(a[i] > ret.max)) goto label1;
    ret.max = a[i];
label1:
    if (!(a[i] < ret.min)) goto loop;
    ret.min = a[i];
    goto loop;
end:

关于c++ - 为什么更改这些指令的顺序会显着影响性能？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/32331847/

amp43codesectionstartc++coptimization

有关c++ - 为什么更改这些指令的顺序会显着影响性能？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 - Ruby on Rails 迁移，将表更改为 MyISAM - 2

    如何正确创建Rails迁移，以便将表更改为MySQL中的MyISAM？目前是InnoDB。运行原始执行语句会更改表，但它不会更新db/schema.rb，因此当在测试环境中重新创建表时，它会返回到InnoDB并且我的全文搜索失败。我如何着手更改/添加迁移，以便将现有表修改为MyISAM并更新schema.rb，以便我的数据库和相应的测试数据库得到相应更新？ 最佳答案 我没有找到执行此操作的好方法。您可以像有人建议的那样更改您的schema.rb，然后运行:rakedb:schema:load，但是，这将覆盖您的数据。我的做法是(假设

  3. 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

  4. 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%

  5. 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

  6. 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

  7. 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

  8. ruby - ruby 中的 TOPLEVEL_BINDING 是什么？ - 2

    它不等于主线程的binding，这个toplevel作用域是什么？此作用域与主线程中的binding有何不同？>ruby-e'putsTOPLEVEL_BINDING===binding'false 最佳答案 事实是，TOPLEVEL_BINDING始终引用Binding的预定义全局实例，而Kernel#binding创建的新实例>Binding每次封装当前执行上下文。在顶层，它们都包含相同的绑定(bind)，但它们不是同一个对象，您无法使用==或===测试它们的绑定(bind)相等性。putsTOPLEVEL_BINDINGput

  9. ruby-on-rails - 项目升级后 Pow 不会更改 ruby​​ 版本 - 2

    我在我的Rails项目中使用Pow和powifygem。现在我尝试升级我的ruby​​版本(从1.9.3到2.0.0，我使用RVM)当我切换ruby​​版本、安装所有gem依赖项时，我通过运行railss并访问localhost:3000确保该应用程序正常运行以前，我通过使用pow访问http://my_app.dev来浏览我的应用程序。升级后，由于错误Bundler::RubyVersionMismatch:YourRubyversionis1.9.3,butyourGemfilespecified2.0.0，此url不起作用我尝试过的:重新创建pow应用程序重启pow服务器更新战俘

  10. ruby - Infinity 和 NaN 的类型是什么？ - 2

    我可以得到Infinity和NaNn=9.0/0#=>Infinityn.class#=>Floatm=0/0.0#=>NaNm.class#=>Float但是当我想直接访问Infinity或NaN时:Infinity#=>uninitializedconstantInfinity(NameError)NaN#=>uninitializedconstantNaN(NameError)什么是Infinity和NaN？它们是对象、关键字还是其他东西？ 最佳答案 您看到打印为Infinity和NaN的只是Float类的两个特殊实例的字符串

随机推荐