C++优化if/C++语句
我编写了以下代码来模拟和简化我的应用程序中正在发生的事情。
在这个简化过程中，我有if和else分支，它们正在执行相同的代码，但是在不同的内存部分中编写。因此，我想使用一个由两个条目组成的数组，并根据语句条件更新第一个或第二个条目。
这一解决方案提高了预期的速度。
但是，在执行过程中，每次迭代都有一个随机访问时，改进几乎消失了。为了显示这种奇怪的行为，我使用模板激活或禁用了if-语句和随机访问的使用，即。
useif：当使用if语句时为true，在使用内存访问时为false .
rand_access：当我们对每个迭代都有随机访问时为true，否则为false。
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <numeric>
#include <algorithm>
#define N 1000000000
using namespace std;
using namespace std::chrono;
template <bool useif, bool rand_access>
void exec(vector<int>& V, vector<bool>& B) {
auto start = high_resolution_clock::now();
int sum[2], sum1 = 0, sum2 = 0;
sum[0] = 0; sum[1] = 0;
for ( int i = 0; i < N; i++ ) {
const int index = (rand_access) ? V[i] : i;
if ( useif ){
if ( B[index] ) sum2 += V[i];
else sum1 += V[i];
} else
sum[B[index]] += V[i];
}
auto t = std::chrono::duration_cast<milliseconds>(high_resolution_clock::now() - start);
std::cout << "Time useif="<<useif<<", rand_access="<<rand_access<<" : " << t.count() << " ms" << std::endl;
std::cout << (sum1+sum2+sum[0]+sum[1]) << std::endl;
}
int main() {
vector<int> V(N);
vector<bool> B(N, false);
iota( V.begin(), V.end(), 0 );
random_shuffle( V.begin(), V.end() );
fill( B.begin(), B.begin() + B.size()/2, true);
random_shuffle( B.begin(), B.end() );
exec<false, false>(V, B);
exec<false, true>(V, B);
exec<true, false>(V, B);
exec<true, true>(V, B);
return 0;
}在我的机器上，用g++ --std=c++11 -O3 -march=native -mtune=native编译，得到以下结果：
时间useif=0，rand_access=0：1518 ms
时间useif=0，rand_access=1：10791 ms
时间useif=1，rand_access=0：4384 ms
时间useif=1，rand_access=1：12214 ms
因此，2.8的速度可以用内存访问替换if语句，如果存在而不是随机访问，则性能非常接近(1.1速度加快)。
我不明白为什么会发生这种情况，以及如何处理它，即我如何优化if语句，知道if和分支正在执行相同的代码？
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2016-10-02 10:51:37
使用数组优化if/else是正确的。它总是给你一个进步，但它的重要性也取决于其他因素。
您的实验显示了分支消除和缓存访问优化的相对影响。
当代码按顺序访问内存时，由于引用的局部性，它利用CPU缓存优化，“付费”只访问内存的一小部分。对于存储在连续位置的4字节整数，使用64字节的缓存行，它的作用就像一个不可思议的“购买一个，获得15个免费”策略。它允许CPU继续添加，很少等待内存中的数据。
当代码没有分支时，它利用CPU指令管道。在一个很难预测的情况下，撞上一个if会阻碍管道的运行，因此同时“飞行”的指令就会减少。
从具有分支的随机访问到具有分支的顺序访问，节省了7.8秒；在此基础上，消除分支节省了2.8秒。
相反，在没有顺序访问的情况下消除分支只会给您带来1.5秒的改进，因为当CPU等待内存时，消除管道阻塞就变得不那么重要了。
https://stackoverflow.com/questions/39815800
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