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今天偶爾看道了計算機體系結構中有關編譯器優化對提高Cache性能的影響一節,其中說道如果有數組,假設int a[5000][100],我們寫下如下代碼,則第一種效率高于第二種。原因是第二個循環以100*4字節的跨距訪問存儲器,勢必造成Cache失效次數增加,增大了訪存時間,而第一種循環順序地訪問一個Cache塊中地元素,減少了失效次數,提高了Cache性能。
?14-4(a)
?2
for?(row=0;?row<5000;?row++)
?
3{
?
4??for?(?col=0;?col<100;?col++?)
?
5??{
?
6?????sum?=?sum?+?a[row][col];
?
7??}

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8}

?
94-4(b)
10
for?(col=0;?col<100;?col++?)
11{
12??for?(row=0;?row<5000;?row++)
13??{
14????sum?=?sum?+?a[row][col];
15??}

16}

但我又想起了林銳博士的高質量C++編程手冊,其中寫到:在多重循環中,如果有可能,應當將最長的循環放在最內層,最短的循環放在最外層,以減少CPU 跨切循環層的次數。按照他的說法,上面二種寫法,后一種比較好,這不就跟體系結構書上說的矛盾了嗎?我不知道誰對誰錯,也不知道減少CPU 跨切循環層的次數是怎么具體影響效率,大家不知有何看法。
posted on 2006-12-17 23:14 大熊貓 閱讀(1417) 評論(4)  編輯 收藏 引用

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# re: 循環的效率 2006-12-18 11:14 LOGOS
寫成 for (i=0; i<row*col; ++i)如何?  回復  更多評論
  

# re: 循環的效率 2006-12-18 12:38 shephard
CPU一個才多少錢,人腦一個要多少錢
兩種寫法的CPU周期才差多少,在一個團隊里溝通兩種寫法的區別又要花多少人月
說實話,覺得這樣在意效率真的沒什么意思
畢竟近五年內,可能的巨大效率提升還是會發生在多線程上  回復  更多評論
  

# re: 循環的效率 2006-12-18 12:49 WeiFeng
原來早就有人對這點產生懷疑了,去看看吧
http://www.linuxsir.org/bbs/printthread.php?t=248134  回復  更多評論
  

# re: 循環的效率 2006-12-18 18:24 liuliu
這個例子其實不好,因為這里的效率差別主要在于對內存中數組元素的訪問是否連續了。如果把內層循環內容改為空或者改為sum=1之類,對于for本身的耗費應該可以看到差別。
如果沒有其他影響因素,把循環次數多的for寫在內層肯定是有好書的。
首先,對于內層,每個for“本身”都執行了100*5000次,而對于外層,卻是不同,分別為100和5000,這里可能有些差別。
另外,我想也是更主要的一點,(a)的內層循環連續執行100次后要被打斷一次執行外部循環,如果內層有內容,連續執行肯定可以更有效的利用register和cache,而每次打斷可能會需要一些外部的交換操作。相比之下,(b)就是連續執行5000次后被打斷一次,一共被打斷100次,這里的開銷差別如果在苛刻的條件下,肯定需要考慮的。
不過,一般情況下,應該差別不大,特別是相對于內存甚至IO操作,比如上面這個例子的col和row。如果這兩者影響同時存在,考慮了for的問題而忘記了內存操作,那就是本末倒置了,畢竟一個是register或cache級別的,一個是memory級別的,差大了。
個人理解,不一定對:)  回復  更多評論
  

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