Question

鉴于代码：

for (int i = 0; i < n; ++i) 
{ 
  A(i) ; 
  B(i) ; 
  C(i) ; 
}

优化版本：

for (int i = 0; i < (n - 2); i+=3) 
{ 
  A(i) 
  A(i+1) 
  A(i+2) 
  B(i) 
  B(i+1) 
  B(i+2) 
  C(i) 
  C(i+1) 
  C(i+2)
}

我不清楚：哪个更好？我看不到任何使用其他版本的速度更快的东西。我在这里错过了什么吗？

我所看到的是每条指令都取决于之前的指令，这意味着我需要等待上一条指令完成才能在...之后启动一条指令。

谢谢

Answer 1

在语言的高级视图中，您不会看到优化。速度增强来自编译器对你所拥有的功能。

在第一种情况下，它类似于：

LOCATION_FLAG;
DO_SOMETHING;
TEST FOR LOOP COMPLETION;//Jumps to LOCATION_FLAG if false

在第二个中它就像：

LOCATION_FLAG;
DO_SOMETHING;
DO_SOMETHING;
DO_SOMETHING;
TEST FOR LOOP COMPLETION;//Jumps to LOCATION_FLAG if false

在后一种情况下，您可以看到测试和跳转的开销仅为每3个指令。在第一个中，每1个指令1个;所以它经常发生。

因此，如果你有不变量，你可以依赖（mod 3的数组，使用你的例子），那么解开循环会更有效，因为底层程序集更直接地编写。

Answer 2

循环展开用于减少跳跃次数和数量。分支指令可能会使循环更快但会增加二进制的大小。根据实施和平台，可能更快。

Answer 3

那么，这段代码是“更好”还是“更差”完全取决于A，B和C的实现，您期望n的值，您正在使用哪个编译器以及您正在运行的硬件。

通常，循环展开的好处是减少了执行循环的开销（即，增加i并将其与n进行比较）。在这种情况下，可以减少3倍。

Answer 4

只要函数A（），B（）和C（）不修改相同的数据集，第二个版本就会提供更多的并行化选项。

在第一个版本中，假设没有相互依赖性，三个函数可以同时运行。在第二个版本中，所有三个函数可以同时运行所有三个数据集，假设您有足够的执行单元来执行此操作，并且没有相互依赖性。

Answer 5

一般来说，尝试“发明”优化并不是一个好主意，除非你有确凿的证据表明你会获得增加，因为很多时候你可能会最终引入降级。通常，获得此类证据的最佳方式是使用良好的分析器。我将使用分析器测试此代码的两个版本以查看差异。

此外，很多时候循环展开不是非常有用，如前所述，它在很大程度上取决于平台，编译器等。

您还可以使用编译器选项。一个有趣的gcc选项是“-floop-optimize”，你可以自动获得“-O，-O2，-O3和-Os”

编辑此外，请查看“-funroll-loops”编译器选项。