Question

我目前正在做一些涉及邻接矩阵的图形计算，而我正在优化它的每一点。

我认为可以优化的说明之一是标题中的一个，原始形式：

if ((adjMatrix[i][k] > 0) && (adjMatrix[k][j] > 0) && (adjMatrix[i][k] + adjMatrix[k][j] == w))

但为了方便起见，我会坚持使用标题中提供的表格：

if (a > 0 && b > 0 && a + b == c)

我不喜欢的是＆gt; 0部分（作为邻接矩阵，在它的初始形式中它只包含0和1，但随着程序的进展，零从2开始被替换为数字，直到没有更多的零。

我做了一个测试并删除了＆gt; a和b均为0，并且有显着改善。在60088次迭代中，有一个减少792ms ，从3672ms减少到2880ms，这是原始时间的78％，这对我来说是非常好的。

所以我的问题是：你能想到在C＃中优化这样的语句并获得相同结果的某种方法吗？也许是一些按位操作或类似的东西，我对它们并不十分熟悉。

回答每一个想法，即使它不适合。我会自己做速度测试，让你知道结果。

编辑：这是一个编译器，我将在我的计算机上自己运行它。我刚刚描述的不是我抱怨的问题/瓶颈。它的当前形式的程序可以满足我的需求，但我只想推进它并使其尽可能基本和优化。希望这能澄清一点。

编辑我相信提供完整的代码是有用的，所以在这里，但请记住我在下面的粗体中所说的内容。 我想严格关注if语句。该程序基本上采用邻接矩阵并存储所有存在的路径组合。然后根据一些系数进行排序和修剪，但是我没有包括在内。

int w, i, j, li, k;
int[][] adjMatrix = Data.AdjacencyMatrix;
List<List<List<int[]>>> output = new List<List<List<int[]>>>(c);

for (w = 2; w <= 5; w++)
{
    int[] plan;

    for (i = 0; i < c; i++)
    {
        for (j = 0; j < c; j++)
        {
            if (j == i) continue;
            if (adjMatrix[i][j] == 0)
            {
                for (k = 0; k < c; k++) // 11.7%
                {
                    if (
                        adjMatrix[i][k] > 0 && 
                        adjMatrix[k][j] > 0 && 
                        adjMatrix[i][k] + adjMatrix[k][j] == w) // 26.4%
                    {
                        adjMatrix[i][j] = w;

                        foreach (int[] first in output[i][k])
                            foreach (int[] second in output[k][j]) // 33.9%
                            {
                                plan = new int[w - 1];
                                li = 0;

                                foreach (int l in first) plan[li++] = l;
                                plan[li++] = k;
                                foreach (int l in second) plan[li++] = l;

                                output[i][j].Add(plan);
                            }
                    }
                }

                // Here the sorting and trimming occurs, but for the sake of
                // discussion, this is only a simple IEnumerable<T>.Take()
                if (adjMatrix[i][j] == w)
                    output[i][j] = output[i][j].Take(10).ToList();
            }
        }
    }
}

使用优化构建的分析器结果添加了评论。

顺便说一句，时间结果是通过这段代码获得的（没有排序和修剪，这大大增加了执行时间）。我的测量中没有其他部分。在此代码之前有一个Stopwatch.StartNew（），紧接着是一个Console.WriteLine（EllapsedMilliseconds）。

如果您想了解大小，邻接矩阵有406行/列。所以基本上只有for-instructions组合执行许多迭代，所以我没有很多优化选项。速度目前不是问题，但我想确保它已经准备就绪。

为了排除“优化其他部分”的问题，本主题也有讨论的余地，但对于这个具体问题，我只想找到解决方案作为一个抽象的问题/概念。它可以帮助我和其他人理解C＃编译器如何工作并处理if语句和比较，这是我的目标。

Answer 1

对于签名变量 a 和 b ，您可以将a>0 && b>0替换为(a-1)|(b-1) >= 0。

同样，条件x == w可以表示为(x - w)|(w - x) >= 0，因为当x != w表达式的左侧或右侧部分将切换符号位时，该位由位保留明智的或。放在一起的所有内容都将(a-1)|(b-1)|(a+b-w)|(w-a-b) >= 0表示为单一比较。

或者，轻微的速度优势可能来自推杆增加顺序的可能性：

哪个更有可能(a|b)>=0或(a+b)==w？

Answer 2

我不知道C＃如何优化这样的事情，但尝试将adjMatrix[i][k]和adjMatrix[k][j]存储在临时变量中并不是很难读取内存两次。看看这是否以任何方式改变了事情。

很难相信算术和比较操作是这里的瓶颈。最有可能的是内存访问或分支。理想情况下，应以线性方式访问内存。你能做些什么来使它变得更线性吗？

很高兴看到更多代码可以提出更具体的建议。

更新：您可以尝试使用二维数组（int[,]）而不是锯齿状数组（int[][]）。这可能会提高内存局部性和元素访问速度。

Answer 3

逻辑测试的顺序可能很重要（如其他答案中所述）。由于您使用的是短路逻辑测试（＆amp;＆amp;＆amp;＆amp;），因此从左到右评估条件，并且发现第一个条件为假，将导致程序停止评估条件和继续执行（不执行if块）。因此，如果有一个条件比其余条件更可能是false，那么应该首先进行，下一个应该是下一个最有可能成为false等的条件。

另一个很好的优化（我怀疑它实际上是什么让你的性能提升 - 而不是简单地删除一些条件）是将你从数组中提取的值分配给局部变量。

您正在使用adjMatrix[i][k]两次（以及adjMatrix[k][j]），这迫使计算机挖掘数组以获取值。相反，在if语句之前，每次都将它们设置为局部变量，然后对这些变量进行逻辑测试。

Answer 4

我同意其他人的观点，他们认为这个简单的陈述不太可能是您的瓶颈，并在您决定优化此特定行之前建议进行分析。但是，作为一个理论实验，你可以做几件事：

零检查：检查a != 0 && b != 0可能比a >= 0 && b >= 0稍快一些。由于你的邻接矩阵是非负的，你可以安全地做到这一点。
重新排序：如果仅a + b == c测试更快，请先尝试使用此测试，然后再单独测试a和b。我怀疑这会更快，因为添加和相等检查比零检查更昂贵，但它可能适用于您的特定情况。
避免双重索引：使用ILDASM或等效项查看生成的IL，以确保数组索引仅被解除引用一次，而不是两次。如果不是，请在检查前将它们放入局部变量中。

Answer 5

除非您正在调用函数，否则不会优化条件。这是毫无意义。但是，如果你真的想要记住一些简单的事情

检查条件是否为零（或不是），如果设置了最高位（或不是），并且比较（==或！=）基本上是a-b并检查其是否为零（== 0 ）或不（！= 0）。所以a是无符号的，则＆gt; 0与！= 0相同。如果a是有符号的，则＆lt; 0非常好（这使用最高位检查）并且优于＆lt; = 0。但无论如何只知道这些规则可能有所帮助。

同时启动一个分析器，你会看到条件在001％的时间。如果有的话你应该问如何写一些不需要条件的东西。

Answer 6

您是否考虑过颠倒逻辑？

if (a > 0 && b > 0 && a + b == c)

可以改写为：

if (a == 0 || b == 0 || a + b != c) continue;

因为如果任何语句都是假的，你不想在循环中做任何事情，那么尽量尝试中止（如果运行时那么聪明，我假设）。

最重的操作应该是最后一次，因为如果第一个语句为真，则不需要检查其他语句。我认为增加是最重要的部分，但是分析它可能会讲述一个不同的故事。

但是，我没有将这些情景描述为我自己，并且在这些微不足道的条件下，它甚至可能是一个缺点。看到你的发现会很有意思。

在C＃中优化if语句（a>＆0;＆amp; b＆gt; 0＆amp;＆amp; a + b == c）

6 个答案: