所以我的程序中有一个 if-else 分支,大约有 30 个 if-else 语句。这部分每秒运行超过 100 次,因此我将其视为优化的机会,并使其使用函数指针数组(实际上是平衡树映射)进行二进制搜索,而不是进行线性 if-else 条件检查。但它的运行速度比之前的速度慢了大约 70%。
我做了一个简单的基准程序来测试这个问题,它也给出了类似的结果,即 if-else 部分运行得更快,无论有没有编译器优化。
我还计算了完成的比较次数,正如预期的那样,进行二分搜索的比较次数大约是简单 if-else 分支的一半。但它的运行速度仍然慢了 20~30%。
我想知道我所有的计算时间都浪费在哪里了,为什么线性 if-else 比对数二进制搜索运行得更快?
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
long long ifElseCount = 0;
long long binaryCount = 0;
int ifElseSearch(int i) {
++ifElseCount;
if (i == 0) {
return 0;
}
++ifElseCount;
if (i == 1) {
return 1;
}
++ifElseCount;
if (i == 2) {
return 2;
}
++ifElseCount;
if (i == 3) {
return 3;
}
++ifElseCount;
if (i == 4) {
return 4;
}
++ifElseCount;
if (i == 5) {
return 5;
}
++ifElseCount;
if (i == 6) {
return 6;
}
++ifElseCount;
if (i == 7) {
return 7;
}
++ifElseCount;
if (i == 8) {
return 8;
}
++ifElseCount;
if (i == 9) {
return 9;
}
}
int getZero(void) {
return 0;
}
int getOne(void) {
return 1;
}
int getTwo(void) {
return 2;
}
int getThree(void) {
return 3;
}
int getFour(void) {
return 4;
}
int getFive(void) {
return 5;
}
int getSix(void) {
return 6;
}
int getSeven(void) {
return 7;
}
int getEight(void) {
return 8;
}
int getNine(void) {
return 9;
}
struct pair {
int n;
int (*getN)(void);
};
struct pair zeroToNine[10] = {
{0, getZero},
{2, getTwo},
{4, getFour},
{6, getSix},
{8, getEight},
{9, getNine},
{7, getSeven},
{5, getFive},
{3, getThree},
{1, getOne},
};
int sortCompare(const void *p, const void *p2) {
if (((struct pair *)p)->n < ((struct pair *)p2)->n) {
return -1;
}
if (((struct pair *)p)->n > ((struct pair *)p2)->n) {
return 1;
}
return 0;
}
int searchCompare(const void *pKey, const void *pElem) {
++binaryCount;
if (*(int *)pKey < ((struct pair *)pElem)->n) {
return -1;
}
if (*(int *)pKey > ((struct pair *)pElem)->n) {
return 1;
}
return 0;
}
int binarySearch(int key) {
return ((struct pair *)bsearch(&key, zeroToNine, 10, sizeof(struct pair), searchCompare))->getN();
}
struct timer {
clock_t start;
clock_t end;
};
void startTimer(struct timer *timer) {
timer->start = clock();
}
void endTimer(struct timer *timer) {
timer->end = clock();
}
double getSecondsPassed(struct timer *timer) {
return (timer->end - timer->start) / (double)CLOCKS_PER_SEC;
}
int main(void) {
#define nTests 500000000
struct timer timer;
int i;
srand((unsigned)time(NULL));
printf("%d\n\n", rand());
for (i = 0; i < 10; ++i) {
printf("%d ", zeroToNine[i].n);
}
printf("\n");
qsort(zeroToNine, 10, sizeof(struct pair), sortCompare);
for (i = 0; i < 10; ++i) {
printf("%d ", zeroToNine[i].n);
}
printf("\n\n");
startTimer(&timer);
for (i = 0; i < nTests; ++i) {
ifElseSearch(rand() % 10);
}
endTimer(&timer);
printf("%f\n", getSecondsPassed(&timer));
startTimer(&timer);
for (i = 0; i < nTests; ++i) {
binarySearch(rand() % 10);
}
endTimer(&timer);
printf("%f\n", getSecondsPassed(&timer));
printf("\n%lli %lli\n", ifElseCount, binaryCount);
return EXIT_SUCCESS;
}
可能的输出:
78985494
0 2 4 6 8 9 7 5 3 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
12.218656
16.496393
2750030239 1449975849