定义概率分布代价是否昂贵？

Question

我正在编写一个物理模拟编码，现在我觉得需要优化它。我正在考虑改进一点：我的一个方法之一（在几种情况下我称之为十亿次）每次定义一个概率分布。这是代码：

void myClass::myMethod(){ //called billions of times in several cases
uniform_real_distribution<> probd(0,1);
uniform_int_distribution<> probh(1,h-2);
uniform_int_distribution<> probv(1,v-2);
    //rest of the code
}

我可以将分发作为类的成员传递，这样我就不必每次都定义它们吗？只需在构造函数中初始化它们，并在h和v更改时重新定义它们？这可能是一个很好的优化进展吗？最后一个问题，当使用标志-O3或-O2编译时，编译器（在我的情况下是g ++）是否已经纠正了这个问题？

提前谢谢！

更新：我对它进行了编码并对两者进行了计时：程序实际上变慢了（几个百分点）所以我回到了我的开始：在每个循环中创建概率分布

Answer 1

答案答：我不应该这么认为，对于统一分布，它只是将参数值复制到位，可能只需要少量算术，并且可以很好地优化。

但是，我相信分发对象可以有状态。它们可以使用来自对生成器的调用的部分随机数据，并且允许保留下次使用分布时使用的其余随机性，以便减少对生成器的调用总数。因此，当您销毁分发对象时，您可能会丢弃一些可能代价高昂的随机数据。

答案B：停止猜测并测试它。

为您的代码计算时间，然后将static添加到probd的定义中并再次计时。

Answer 2

1. 是
2. 是
3. 嗯，可能有一些优势，但AFAIK这些物品的构造并不是真正的重量级/昂贵。此外，对于本地人，您可以在数据位置和优化程序可以做出的假设中获得一些东西。
4. 我不认为它们会自动作为类变量移动（特别是如果你的类是POD - 在这种情况下我怀疑编译器是否敢于修改它的布局）;最有可能的是，它们完全被优化掉 - 只有被调用方法的代码 - 特别是operator（） - 可能会保留，直接引用h和v。但必须通过查看生成的程序集来检查它。

顺便提一下，如果你遇到性能问题，除了优化明显的点（内部循环中使用的非最佳算法，连续内存分配，删除无用的大对象副本，......）之外，你应该尝试使用分析器来找到代码中真正的“热点”，集中精力优化它们，而不是随机遍历所有代码。

Answer 3

uniform_real_distribution维护类型为param_type的状态，即两个double值（使用默认模板参数）。构造函数赋予这些并且在其他方​​面是微不足道的，析构函数是微不足道的。

因此，与初始化1指针（或引用）或通过double进行间接寻址相比，在函数中构造临时值会产生2 this个值的开销。从理论上讲，它可能因此更快（但出现更快，或者运行速度更快更有必要）。由于它没有太大的作用，因此即使它是微观优化也是值得尝试和计时是否存在差异。

大约3-4个额外的周期通常是可以忽略的，但是因为你说“数十亿次”，它当然可以很好地产生可测量的差异。在3GHz机器上，3个周期乘以10亿次是1秒。

当然，没有剖析的优化总是有点......尴尬。您可能会发现代码中不同的部分被称为数十亿次，可以节省更多的周期。

修改
由于您不打算对其进行修改，并且由于第一个分布是使用文字值初始化的，因此您实际上可能使其成为常量（例如constexpr或命名空间级别{{1 }}）。无论如何，这应该允许编译器在任何情况下生成最有效的代码。