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下面的程序似乎效率很低。与 SBCL 1.0.53 相比，它需要 28.980 秒的 GC 时间，而非 GC 时间为 6.361 秒。

(deftype vec3 () '(simple-array double-float (3)))

(declaim (inline make-vec3 vec3-zero
             vec3-x vec3-y vec3-z
             vec3-+))

(defun make-vec3 (x y z)
  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (make-array 3 :element-type 'double-float
                :initial-contents (list x y z)))

(defun vec3-zero ()
  (make-vec3 0.0d0 0.0d0 0.0d0))

(defun vec3-x (x)
  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (declare (type (simple-array double-float (3)) x))
  (aref x 0))

(defun vec3-y (x)
  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (declare (type (simple-array double-float (3)) x))
  (aref x 1))

(defun vec3-z (x)
  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (declare (type (simple-array double-float (3)) x))
  (aref x 2))

(defun vec3-+ (a b)
  (declare (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (make-vec3 (+ (vec3-x a) (vec3-x b))
             (+ (vec3-y a) (vec3-y b))
             (+ (vec3-z a) (vec3-z b))))


;; main

(defun image (x y)
  (make-array (* x y) :element-type 'vec3 :initial-element (vec3-zero)))

(defun add (to from val)
  (declare (type (simple-array vec3 (*)) to from)
           (type vec3 val)
           (optimize (speed 3) (safety 0)))
  (let ((size (array-dimension to 0)))
    (dotimes (i size)
      (setf (aref to i) (vec3-+ (aref from i) val)))))

(defun main ()
  (let ((to (image 800 800))
        (x (make-vec3 1.0d0 1.0d0 1.0d0)))
    (time (dotimes (i 200)
            (add to to x)))
    (print (aref to 0))))

时间：

* (main)
Evaluation took:
  39.530 seconds of real time
  35.340237 seconds of total run time (25.945526 user, 9.394711 system)
  [ Run times consist of 28.980 seconds GC time, and 6.361 seconds non-GC time. ]
  89.40% CPU
  83,778,297,762 processor cycles
  46 page faults
  6,144,014,656 bytes consed


#(200.0d0 200.0d0 200.0d0) 
#(200.0d0 200.0d0 200.0d0)

是否有任何方法可以更有效地计算它，保持 vec3 抽象？

例如，使用宏实现 Worker/Wrapper 转换可以消除 vec3 的 conses。

作为另一种方式，为 vec3 创建 cons pool 将减少内存分配。

理想情况下，SBCL 支持某些数据结构（如 vec3）作为数组元素的非描述符表示会很好。

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1 回答 1

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我认为在这些情况下，使用宏可能是一个好主意。接下来，我总是犹豫声明（安全 0），它带来非常非常轻微的性能提升，并且可能导致奇怪的行为，如果只有 defun 中的代码，而且所有调用 defun 的代码都不是绝对正确的。

我认为重要的是不要在 make-vec3 中创建新的列表对象。我附上了您的代码的一些快速而肮脏的优化。在我的机器上运行原始代码

; cpu time (non-gc) 27.487818 sec user, 0.008999 sec system
; cpu time (gc)     17.334368 sec user, 0.001999 sec system
; cpu time (total)  44.822186 sec user, 0.010998 sec system
; real time  44.839858 sec
; space allocation:
;  0 cons cells, 45,056,000,000 other bytes, 0 static bytes

我的版本在

; cpu time (non-gc) 4.075385 sec user, 0.001000 sec system
; cpu time (gc)     2.162666 sec user, 0.000000 sec system
; cpu time (total)  6.238051 sec user, 0.001000 sec system
; real time  6.240055 sec
; space allocation:
;  8 cons cells, 8,192,030,976 other bytes, 0 static bytes

这是使用 Allegro。YMMV 在其他 lisps 上。您提到了 vec3 数组的池 conses/memory，我认为重用这些对象，即破坏性地修改它们，是一个好主意，当您有机会这样做时。在我的 lisp 中，一个 vec3 占用 64 个字节，这是相当多的……另一个有用的事情当然是调用分析器来查看时间花在了哪里。此外，在这些数学繁重的问题中，数组引用和算术尽可能地开放编码是很重要的。大多数 lisp 可以 (dissassemble 'my-function)，这很好地说明了这些操作是否确实是开放编码的或者是否调用了运行时。

(deftype vec3 () '(simple-array double-float (3)))

(declaim (optimize (speed 3) (debug 0) (safety 1)))

(defmacro make-vec3 (x y z)
  `(let ((vec3 
     (make-array 3 :element-type 'double-float :initial-element 0.0d0)))
   (setf (aref vec3 0) ,x
         (aref vec3 1) ,y
         (aref vec3 2) ,z)
     vec3))


(defun vec3-zero ()
  (make-vec3 0.0d0 0.0d0 0.0d0))

(defmacro vec3-x (x)
  `(aref ,x 0))

(defmacro vec3-y (x)
  `(aref ,x 1))

(defmacro vec3-z (x)
  `(aref ,x 2))

(defun vec3-+ (a b)
  (declare (type vec3 a b))
  (make-vec3 (+ (vec3-x a) (vec3-x b))
             (+ (vec3-y a) (vec3-y b))
             (+ (vec3-z a) (vec3-z b))))

(defun image (x y)
  (make-array (* x y) :element-type 'vec3 :initial-element (vec3-zero)))

(defun add (to from val)
  (declare (type (simple-array vec3 (*)) to from)
           (type vec3 val))
  (let ((size (array-dimension to 0)))
    (dotimes (i size)
      (setf (aref to i) (vec3-+ (aref from i) val)))))

(defun main ()
  (let ((to (image 800 800))
        (x (make-vec3 1.0d0 1.0d0 1.0d0)))
    (time (dotimes (i 200)
            (add to to x)))
    (print (aref to 0))))
于 2011-12-02T19:00:57.833 回答