Question

我有一项任务来优化一段C代码（一种我非常难以理解的语言），旨在模拟图像中的旋转像素：

void naive_rotate(int dim, pixel *src, pixel *dst) {
    int i, j;
    for (i = 0; i < dim; i++)
        for (j = 0; j < dim; j++)
            dst[RIDX(dim-1-j, i, dim)] = src[RIDX(i, j, dim)];
}

pixel和RIDX的默认值如下：

typedef struct {
    unsigned short red;
    unsigned short green;
    unsigned short blue;
} pixel;

#define RIDX(i,j,n) ((i)*(n)+(j))

分配说明包含注释，“您的任务是重写此代码，使其尽可能快地使用代码运动，循环展开等技术运行和阻止。“

我以为我对如何解决这个问题有一些想法。但是，我尝试循环展开：

void rotate_unroll(int dim, pixel *src, pixel *dst) {
    int i, j;
    for (i = 0; i < dim; i++) {
        for (j = 0; j < dim; j+=4) {
            dst[RIDX(dim-1-j, i, dim)] = src[RIDX(i, j, dim)];
            dst[RIDX(dim-1-(j+1), i, dim)] = src[RIDX(i, j+1, dim)];
            dst[RIDX(dim-1-(j+2), i, dim)] = src[RIDX(i, j+2, dim)];
            dst[RIDX(dim-1-(j+3), i, dim)] = src[RIDX(i, j+3, dim)];
        }
    }
}

和代码动作（或者至少重新组织RIDX并在内循环中移动一些计算）：

void rotate_motion(int dim, pixel *src, pixel *dst) {
    int i, j;
    int dimsquared = dim * dim;
    for (i = 0; i < dim; i++) {
        int dst_temp = dimsquared - dim + i;
        int src_temp = i * dim;
        for (j = 0; j < dim; j++) {
            dst[dst_temp - (dim * j)] = src[src_temp + j];
        }
    }
}
//   dst[RIDX(dim-1-j, i, dim)] 
// = dst[(dim-1-j)dim + i] 
// = dst[(dim * dim) - dim - (dim)j + i]
//   src[RIDX(i, j, dim)]
// = src[(dim)i + j]

似乎没有工作;与作业一起打包的计时器声称我的解决方案对程序的CPE没有任何影响。我怀疑我可能不正确地接近这两种方法，并且非常欣赏正确方向的任何指导。（这是一个家庭作业，所以我不是要求一个完整的解决方案，只是一些指示。）

我的另一个想法是尝试添加一个累加器 - 类似于以下内容：

void rotate_acc(int dim, pixel *src, pixel *dst) {
    int i, j;
    pixel temp = dst;
    for (i = 0; i < dim; i++) {
        for (j = 0; j < dim; j++) {
            temp[RIDX(dim-1-j, i, dim)] = src[RIDX(i, j, dim)];
        }
    }
    dst = temp;
}

但我的语法非常错误，我不确定如何构建有问题的结构的临时版本。

非常感谢任何帮助。谢谢！

Answer 1

你需要对C中的指针有一个透彻的理解。简单地说一下：指针代表数据存储在内存中的地址（在你的情况下是像素结构）。

在您的代码中，函数rotate_acc将像素指针作为参数：pixel *dst。起初你可能想说pixel *tmp = dst，但请记住这就是所谓的浅拷贝 - 只复制地址，而不是它指向的数据 - 因此，如果您通过说tmp->red = 0来修改tmp，它也会修改原始数据

如果您需要深层复制，则需要说pixel tmp = *dst

Answer 2

试试这个：

void naive_rotate(int dim, pixel *src, pixel *dst) {
    int dimSq = dim * dim;
    int dstdIxStart = dimSq - dim;
    int endIdx = dimSq - 2 * dim - 2;
    int dstIdx = dimSq - dim;
    for (int i = 0; int < endIdx; ++i)
    {
       dst[dstIdx--] = src[i];
       if (0 == dstIdx)
       {
          dstdIxStart -= dim;
          dstIdx = dstdIxStart;
       }
    }
}

你必须仔细检查数学，但我希望你明白这一点。

删除所有乘法。此外，当按顺序访问src时，它对缓存也有好处。

使用循环展开/代码运动优化C代码

2 个答案: