函数调用批处理模式的C++优化

Question

编辑：找到了一个好的解决方案（-25%）valarray，如果我应该以某种方式更改问题状态，请发表评论

假设我有一个数组或任何其他具有 >E6 浮点/双精度值的容器

对于容器内的每个元素，我都想进行函数调用

例如。 sin(x) 或者更复杂的东西。

代码：C++11

代码是一个基准示例

#include <random>
#include <iostream>
#include <cmath>
#include <chrono>
#include <algorithm>
#include <valarray>
int main()
{
    std::cout<<"start\n";
    std::random_device rd;
    std::mt19937 gen(rd());
    std::uniform_real_distribution<> dis(-1000, 1000);
    int N=100;
    while(N--)
    {   
        std::cout<<"\nN: "<<N;
        {
            int T=1E7,T0=T;
            std::vector<float> array;
            while(T--)
            {
                array.push_back(dis(gen));
            }
            auto start_time = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            while(T0--)
            {
                array[T0]=sin(array[T0]);
            }
            auto time2=std::chrono::high_resolution_clock::now()-start_time;
            std::cout<<"\nno: "<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(time2).count();
        }
        {
            int T=1E7;
            std::vector<float> array;
            while(T--)
            {
                array.push_back(dis(gen));
            }
            auto start_time = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            for_each (array.begin(), array.end(), sin);
            auto time2=std::chrono::high_resolution_clock::now()-start_time;
            std::cout<<"\nit: "<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(time2).count();
        }
        {
            int T=1E7;
            std::valarray<float> array(T);
            while(T--)
            {
                array[T]=dis(gen);
            }
            auto start_time = std::chrono::high_resolution_clock::now();
            array=sin(array);
            auto time2=std::chrono::high_resolution_clock::now()-start_time;
            std::cout<<"\nvalarray: "<<std::chrono::duration_cast<std::chrono::microseconds>(time2).count();
        }
    }
    std::cout<<"\nfin\n";
    return 0;
}

有没有像这样快速又好用的方法：

sin(&array)  

或

array=sin(array)

编辑：

for_each(it) seems to be 5-10% slower;
no: 1014219
it: 1060500
valarray: 742929
in microsec;

编辑 2： Sinus 是一个相当复杂的算法，问题更多的是如果有人知道一个库可能在 boost 中优化了一些数学函数以直接与容器一起工作，而不是每次都“启动”这个漏洞。

Answer 1

我觉得没有什么神奇的代码可以让它变快或变好。尽可能简单。

我看到你可以采取两个行动。 1）将两个循环合并为一个。你可以使用任何你可以使用的循环。 2）使用并行计算，如 OpenMP 或 C++11 中的线程。

另外一件事是，如果你可以先使用uniform_int_distribution，如果T真的很大，也许你可以使用hashmap来存储sin值。

Answer 2

您可以使用 std::for_each 对容器中的每个元素（如向量）执行操作。

这很快。

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/for_each/

Answer 3

如果您真的只对sin(float) 感兴趣，那么 AVX 就是您的最佳选择。它可以并行计算8个32位floats。