浮点向量元素比较优化答案

【问题标题】：Optimisation of float vector elements' comparison浮点向量元素比较优化
【发布时间】：2015-07-23 07:46:24
【问题描述】：

分析以下代码（更新）：

struct myStruct {
    float a;
    float b;
};

int main()
{
    std::vector<myStruct> myVector;
    float tmp,tmp2,absVal;

    for(int i=0;i<100000;i++)
    {
        tmp2 = (i%10)/100.f;

        for(myStruct &s : boost::adaptors::reverse(myVector))
        {
            tmp = s.a;
            absVal = fabs(tmp-tmp2);

            if(absVal<0.0001f)
            {
                s.b = 1.5f;
            }
        }

        myStruct s;
        s.a = tmp2;
        myVector.push_back(s);

    }
}

我可以看到，它有 50% 的时间用于比较 absVal

代码是用 -O2 标志编译的，clang-602.0.53。分析是使用 Apple 的 Instruments with Time Profiler 完成的。

【问题讨论】：

也许我们得到了不同的随机数或类似的随机数，但在我的构建中（大约两周前使用 clang-3.7），大部分时间都在 tmpAbs = fabs(tmp-i); 和循环迭代[尽管我使用rbegin 和rend 重写它，因为在这种情况下我懒得弄清楚如何使用 boost - 我怀疑这会产生很大的不同 - 我希望这就是 boost::adaptor::reverse 无论如何] - 使用 -O3 大约需要 1 秒的时间......
再看一遍逻辑，第一个 if 永远不应该输入... [我刚刚通过在循环末尾添加 assert(0) 证明了这一点 - 编译器完成了整个事情通过删除循环中的一些代码来更快 - 不确定是什么，不在乎]
换句话说，显示您在哪里花费了多少时间的工具无法正常工作。
谢谢@MatsPetersson。上面的代码只是一个例子，实际应用要复杂得多，两个if都可以输入。我正在使用 Apple 的 Instruments with Time Profiler - 你使用哪个工具，所以我可以将结果与同一个工具进行比较？
我使用 linux 的 perf - 我有一种感觉（或类似的东西）是 Apple 产品中 Time Profiler 的“下层”。我希望这更像是“调试信息所说的”的情况，而不是工具混淆哪条指令需要时间。不幸的是，如果您的代码不能真正反映真实的应用程序，那么根据其他代码提出建议是毫无意义的。

标签： c++ optimization vector floating-point comparison

【解决方案1】：

最明显的改进之一是将浮点数与浮点数进行比较，将双精度数与双精度数进行比较。 0.001 是 double，0.001f 是浮点数。

这是一个如此明显的改进，编译器可能会默默地为您完成。但分析结果表明它没有。

您确实到处都有类似的问题。 / (static_cast <float> (RAND_MAX/2.)) 看起来特别糟糕：将 RAND_MAX 转换为双精度，然后除以 2.0 并将结果转换回浮点数、浮点除法，所有这些都使用常量。

或者：

static const float scale = 2.f/RAND_MAX;
(float i=0.f;i<1000.f;i+=0.01f)
{
  // ...
  s.b = rand() * scale;

【讨论】：

@user2923525：那么编译器已经在编译时转换了值。