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我有一个表示向量的结构。该向量由两个单字节整数组成。我使用它们将值保持在 0 到 255 之间。

typedef uint8_T unsigned char;

struct Vector
{
  uint8_T x;
  uint8_T y;
};

现在，我的程序中的主要用例是将向量的两个元素与 32 位浮点值相乘：

typedef real32_T float;

Vector Vector::operator * ( const real32_T f ) const {
  return Vector( (uint8_T)(x * f), (uint8_T)(y * f) );
};

这需要经常执行。有没有办法可以同时执行这两个乘法？也许通过矢量化、SSE 或类似方法？或者 Visual Studio 编译器是否已经同时执行此操作？

另一个用例是在两个向量之间进行插值。

Vector Vector::interpolate(const Vector& rhs, real32_T z) const
{
  return Vector(
        (uint8_T)(x + z * (rhs.x - x)),
        (uint8_T)(y + z * (rhs.y - y))
        );
}

这已经使用了优化的插值方法（https://stackoverflow.com/a/4353537/871495）。

但是向量的值再次乘以相同的标量值。是否有可能提高这些操作的性能？

谢谢

（我正在使用带有 64 位编译器的 Visual Studio 2010）

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2 回答 2

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以我的经验，Visual Studio（尤其是像 VS2010 这样的旧版本）本身并没有做很多矢量化。他们在较新的版本中对其进行了改进，因此如果可以的话，您可能会看到编译器的更改是否会加速您的代码。

根据使用这些函数的代码和编译器所做的优化，甚至可能不是计算会减慢程序的速度。函数调用和缓存未命中可能会造成更大的伤害。

您可以尝试以下方法：

  • 如果尚未完成，请在头文件中定义函数，以便编译器可以内联它们
  • 如果您在紧密循环中使用这些函数，请尝试在没有任何函数调用的情况下“手动”进行计算（暂时公开变量）并查看它是否会产生速度差异）
  • 如果您有很多向量，请查看它们在内存中的布局方式。将它们连续存储以最大程度地减少缓存未命中。
  • 要使 SSE 工作得非常好，您必须一次使用 4 个值 - 因此将 2 个向量与 2 个浮点数相乘。在循环中，使用步长 2 并编写一个静态函数，该函数使用 SSE 指令一次计算 2 个向量。因为您的向量没有对齐（并且几乎不会使用 8 位变量），所以代码甚至可能比您现在的运行速度慢，但值得一试。
  • 如果适用，并且如果您不依赖于从floatto 转换时发生的夹紧uint8_t（例如，如果您的浮点数在 [0,1] 范围内），请尝试float在任何地方使用。这可能允许编译器做更好的优化。
于 2015-02-16T15:00:07.327 回答
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您还没有展示完整的算法，但是整数和浮点数之间的转换是一个非常慢的操作。消除此操作并仅使用一种类型（如果可能，最好是整数）可以大大提高性能。

或者，您可以按照此处lrint()的说明进行转换。

于 2015-02-16T15:01:31.887 回答