VS 2017 & 2019 运行 c++ 真的很慢

Question

我开始使用 python 中的一个小程序，但运行它需要很长时间，所以我切换到 c++。我之前没有使用这种特定语言的经验（虽然在 c# 中编写了很多代码）并且开始使用网络编辑器：https://www.onlinegdb.com/online_c++_compiler。

我的 C++ 代码是：

clock_t start, end;

/* Recording the starting clock tick.*/
start = clock();

int R = 0;
int x = 0;

for (R = 6; R <= 10000; R = R + 2) {
    int X_min = ceil(0.5 * sqrt(2) * R);
    int N_pairs = 0;

    for (x = X_min; x < R; x++) {
        float y = sqrt(pow(R, 2) - pow(x, 2));

        if (rint(y) == y) {
            N_pairs = N_pairs + 1;
        }
    }

    if (N_pairs >= 4) {
        //cout << R << ", " << N_pairs;
        //cout << "\n";
    }
}

end = clock();

//Calculating total time taken by the program. 
double time_taken = double(end - start) / double(CLOCKS_PER_SEC);
cout << "Time taken by program is : " << time_taken;
cout << " sec " << endl;

//cout << "1" << "|" << "2" << "|" << "3 \n";
//cout << "4" << "|" << "5" << "|" << "6 \n";
//cout << "7" << "|" << "8" << "|" << "9 \n";

一切运行良好，但是 Web 编辑器似乎有一个内置的最大时间边界，所以此时我决定将它交给 Visual Studio。

我复制粘贴代码并运行它：

• 网络编辑器用了 0.272273 秒完成代码
• Visual Studio 用了 2.446 秒来运行它。

我尝试将 VS 从 2017 版更新到 2019 版，但没有效果。

为什么 VS 运行代码需要这么长时间？我该如何解决？

Answer 1

主要问题是VC++没有内联rint(float)调用：

    movaps  xmm0, xmm6
    call    rint
    ucomisd xmm0, xmm6

link to godbolt

您可以通过将rint(y) 替换为“手动”舍入来获得良好的加速效果：

改变

        if (rint(y) == y) {

到

        if (int(y+0.5) == y) {

在我的机器上从 0.8 s 下降到 0.04 s（使用 /O2 /fp:fast 编译）

您还需要在循环外使用 N_pairs，否则（好的）编译器可以优化所有内容。

Answer 2

优化的第一条规则：错误程序的性能无关紧要。

看来您正在寻找x^2 + y^2 = R^2 的整数解。但是，使用float 数据类型进行中间存储会产生很多误报。将N_pairs 移出循环（以防止完全删除该循环，正如@rustyx 已经指出的，并计算所有对）导致7886 对；与double：5681。

最后一个数字也对应于完全整数检查，这要快得多（在我的系统上为 21 毫秒）。这是我的代码：

#include <iostream>
#include <chrono>

int main()
{
    auto t = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    int N_pairs = 0;
    double d = 0.5 * sqrt(2);
    for (int R = 6; R <= 10000; R = R + 2) {
        int X_min = ceil(d * R);

        for (int x = X_min; x < R; x++) {
            int y = sqrtf(R * R - x * x);
            if(x*x + y*y == R*R) {
                N_pairs = N_pairs + 1;
            }
        }
    }
    std::cout << "Time taken by program is: " 
        << std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(std::chrono::high_resolution_clock::now() - t).count() 
        << " ms" << std::endl;
    std::cout << "N_pairs: " << N_pairs << std::endl; // with float: 7886; with double or int: 5681
return 0;
}