C++ 代码性能优化 -- 循环分割提高并行性
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 0 using 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; }