Question

我正在编写一个图形引擎作为大学的作业，并且最近尝试优化我的部分代码，但是优化似乎会降低它的速度。

此特定部分代码处理2D Lindenmayer系统并将其转换为＆＃34; line2D＆＃34;可以由程序的另一部分处理成图像的对象。

在这样做时，它使用sin和cos来计算下一个点的坐标，并且因为sin和cos是浮点运算，我认为这些将是时间密集的，尤其是在更复杂的lindenmayer系统中。所以我创建了一个对象类＆＃34; cossinlist＆＃34;从.txt文件中导入cos和sin的值，对于0到359度之间的每个整数角度（转换为rad），将两个地图称为＆＃34; coslist＆＃34;和＆＃34; sinlist＆＃34;以角度为关键。这样，在处理包含小数部分的角度时，我只需要执行实际的触发器。

然后我决定在一个相对密集的系统上用优化测量执行时间并没有它（通过注释）：使用它，引擎在33.4016秒内生成图像，没有它只花了25.3686秒。这是一个实质性的差异，但不是预期的方式。我做了更多的测试，他们都给出了相似的差异比例，所以现在我想知道......导致这种差异的原因是什么？

功能：

img::EasyImage LSystem2D(const unsigned int size, const ini::DoubleTuple & backgroundcolor, LParser::LSystem2D & System, const ini::DoubleTuple & color)
{
    CosSinList cossinlist;
    std::string string;
    Lines2D Lines;
    double origin = 0;
    Point2D currentpos(origin, origin);
    Point2D newpos(origin, origin);
    std::stack<Point2D> savedpositions;
    double currentangle = System.get_starting_angle();
    std::stack<double> savedangles;
    const img::Color linecolor(color.at(0)*255,color.at(1)*255,color.at(2)*255);
    const img::Color BGcolor(backgroundcolor.at(0)*255,backgroundcolor.at(1)*255,backgroundcolor.at(2)*255);
    string = ReplaceLsystem(System, (System.get_initiator()), (System.get_nr_iterations()));
    bool optimizedangle = false;
    if(System.get_angle() == rint(System.get_angle()) && (System.get_starting_angle() == rint(System.get_starting_angle()))
    {
        optimizedangle = true;
    }
    for(char& c : string)
    {
        if(currentangle > 359){currentangle -= 360;}
        if(currentangle < -359){currentangle += 360;}
        if(System.get_alphabet().count(c) != 0)
        {
            /*if(optimizedangle == true)
            {
                if(currentangle >= 0)
                {
                    newpos.X = currentpos.X+(cossinlist.coslist[currentangle]);
                    newpos.Y = currentpos.Y+(cossinlist.sinlist[currentangle]);
                }
                else
                {
                    newpos.X = currentpos.X+(cossinlist.coslist[360+currentangle]);
                    newpos.Y = currentpos.Y+(cossinlist.sinlist[360+currentangle]);
                }
            }
            else
            {*/
                newpos.X = currentpos.X+cos(currentangle*PI/180);
                newpos.Y = currentpos.Y+sin(currentangle*PI/180);
            //}
            if(System.draw(c))
            {
                Lines.push_back(Line2D(currentpos,newpos,linecolor));
                currentpos = newpos;
            }
            else
            {
                currentpos = newpos;
            }

        }
        else if(c=='-')
        {
            currentangle -= System.get_angle();
        }
        else if(c=='+')
        {
            currentangle += System.get_angle();
        }
        else if(c=='[')
        {
            savedpositions.push(currentpos);
            savedangles.push(currentangle);
        }
        else if(c==']')
        {
            currentpos = savedpositions.top();
            savedpositions.pop();
            currentangle = savedangles.top();
            savedangles.pop();

        }
    }
    return Drawlines2D(Lines, size, BGcolor);
}

SinCosList类：

#include <fstream>
#include <iostream>
#include <map>
#include "CosSinList.h"
using namespace std;

CosSinList::CosSinList()
{
    string line;
    std::fstream cosstream("coslist.txt", std::ios_base::in);
    double a;
    double i = 0;
    while (cosstream >> a)
    {
        coslist[i] = a;
        i += 1;
    }
    std::fstream sinstream("sinlist.txt", std::ios_base::in);
    i = 0;
    while (sinstream >> a)
    {
        sinlist[i] = a;
        i += 1;
    }
};

CosSinList::~CosSinList(){};

＆＃34;优化＆＃34;在速度测试期间注释掉的方式被注释掉了，只有对象的实际使用被注释掉了（SinCosList仍然被初始化，检查它是否可以使用的布尔值仍然被初始化）< / p>

Answer 1

（我假设coslist和sinlist是普通数组或类似代码）

有些事情：

你真的应该改变

通过优化，您可以测量无关紧要的内容。一旦优化开启，未经优化的代码的性能与性能相关性很差。

optimzedangle应该是编译时常量。

如果知道 optimizedangle在整个程序运行期间没有发生变化，优化器很可能能够简化代码。有了这个特定的代码片段，它可能会弄清楚它，但如果你不必这样做，你就不应该依赖它，而且一般来说，非常容易不小心把代码编写在你认为变量保持不变的地方，但编译器比你聪明，并意识到你已经打开了一个可能允许变量改变的漏洞，所以它必须写较慢的循环来解释这一点。

分支可能不好

在内部循环中分支 - 尤其是不可预测的分支 - 可能会破坏性能。尝试编写循环，这样就没有任何分支;例如确保currentangle始终为正，或者可以使查找表720条目长，以便您始终只需索引360 + currentangle。

浮点＆lt; - ＆gt;整数转换可能很慢

我倾向于避免这些，因此我从未擅长预测它何时真正成为一个问题，但这可能是真正杀死你的东西。

您的表正在使用缓存

您没有发布您的数据结构，但我想象的是大约6k字节。这是您的L1缓存的一个重要百分比。我不明白这是否是这个循环中的重要影响。

为什么这种“优化”会减慢我的计划？

1 个答案: