Question

我写了一个小整数算术的小库。我的减法算法中有一个跟随循环：

unsigned * a, * ae, * b, * be; // pointers to array of big ints
unsigned long long C_MAX_DIG_1 = 1Ui64 << 32;
......
long long carry = 0;
for (;a != ae && b != be; ++a, ++b) {
    long long r = carry + *a - *b;
    r < 0 ? (r += C_MAX_DIG_1, carry = -1) : (carry = 0);
    *a = (unsigned)r;
}

这个循环正常，但我发现它不是那么有效。帮助我优化这个循环（也许，使用特殊技巧或汇编插入）。

Answer 1

而不是

for (;a != ae && b != be; ++a, ++b)

试

ptrdiff_t da = ae - a, db = be - b;
unsigned* ae2 = a + (da < db ? da : db);
for (;a != ae2; ++a, ++b)

这样，您将保存一个比较。如果循环很长，也许会让事情变得更快。

另外，找到最好的编译标志。也许你可以从匹配你的特定CPU的标志中受益（即-msse3用于GCC）。

此外，如果您拥有并准备使用多个处理器，您可能希望实现并行性。

我怀疑你能不能创造奇迹，因为大部分时间花在从RAM读取值并将其写回（假设它们在RAM而不是缓存中）。 RAM比CPU慢。

Answer 2

这应该有效并且速度更快。我假设大整数的第一个单词是最不重要的单词，基于问题的代码。

// assumes size of a >= size of b
void subvv(unsigned *a, unsigned *ae, unsigned *b, unsigned *be)
{
unsigned r;                     // result
unsigned c = 0;                 // borrow
    while(b != be){
        r = *a - *b - c;
        // assuming compiler uses register for *a
        c = (r > *a)? 1 : 0;
        *a = r;
        a++;
        b++;
    }
    while(c && a != ae){
        r = *a - c;
        c = (r > *a)? 1 : 0;
        *a = r;
        a++;
    }
}

如果您正在考虑装配，那么大多数处理器都会使用借位指令进行减法，从而无需手动检查借位。

在C ++中优化大整数减法

2 个答案: