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C++ 代码性能优化 -- 循环分割提高并行性

2024-07-12 01:31:33   216人阅读

对于一个可结合和可交换的合并操作来说，比如整数的加法或乘法，

我们可以通过将一组合并操作分割成 2 个或更多的部分，并在最后合并结果来提高性能。

 

原理：

普通代码只能利用 CPU 的一个寄存器，分割后可以利用多个寄存器。

当分割达到一个数量时，寄存器用完，性能不再提升，甚至会开始下降。

 

用代码来描述，如下：

// 一般情况下的代码    for (i = 1; i < n+1; i++){    res = res OPER i;}// 循环分割后代码for (i = 1; i < n; i+=2){    res1 = res1 OPER i;    res2 = res2 OPER (i+1);}

int 整数加法，性能测试结果对比如下：

整数的加法，普通代码运行 26s，循环分割后，18s。

浮点数计算的性能提升，明显大于整数，乘法的性能提升，略大于加法。

 

完整测试代码：

#include <time.h>#include <iostream>#define OPER +#define INIT 0using namespace std;int calc1(int n){    int i;    int res = INIT;    for (i = 1; i < n+1; i++)    {        res = res OPER i;    }    return res;}int calc2(int n){    int i;    int res1 = INIT;    int res2 = INIT;    for (i = 1; i < n; i+=2)    {        res1 = res1 OPER i;        res2 = res2 OPER (i+1);    }    for (; i < n+1; i++)    {        res1 = res1 OPER i;    }    return res1 OPER res2;}typedef int (*FUNC)(int n);int time_test(FUNC calc, int param){    cout << " Result: " << calc(param) << "\t";    time_t t_begin;    time(&t_begin);    for (int i = 0; i < 10000; i++)        for (int j = 0; j < 10000; j++)            calc(param);    time_t t_end;    time(&t_end);    cout << "Time Cost: " << difftime(t_end, t_begin) << endl;}int main(){    cout << "calc1 ";    time_test(calc1, 100);    cout << "calc2 ";    time_test(calc2, 100);    return 0;}

 


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