c ++中std :: min(int)的效率

Question

我的代码中有一个循环,迭代1亿次(模拟模型的1亿次复制需要).对于1亿次迭代中的每次迭代,我myarray通过索引一个名为的整数变量从数组()中检索一个值age.由于阵列的长度,它是唯一有效的索引myarray[age]为age=0,...,99.但是,实际的域名age是0,...,inf.

所以,我有以下功能

int tidx(const int& a) {
    return std::min(a,99);
}

允许索引myarray[tidx(age)].

我怎么能更有效地做到这一点？

[下面的PERF输出]

构建源文件的示例,该文件说明了我正在使用的编译器标志:

Building file: ../SAR.cpp
Invoking: GCC C++ Compiler
g++ -O3 -Wall -c -fmessage-length=0 -Wno-sign-compare -fopenmp -MMD -MP -MF"SAR.d" -MT"SAR.d" -o"SAR.o" "../SAR.cpp"
Finished building: ../SAR.cpp

从perf record接下来是perf report:

Samples: 280  of event 'cycles', Event count (approx.): 179855989                                                                                   
 24.78%  pc2  libc-2.17.so         [.] __GI_____strtod_l_internal
 11.35%  pc2  pc2                  [.] samplePSA(int, double, int, NRRan&)
  6.67%  pc2  libc-2.17.so         [.] str_to_mpn.isra.0
  6.15%  pc2  pc2                  [.] simulate4_NEJMdisutilities(Policy&, bool)
  5.68%  pc2  pc2                  [.] (anonymous namespace)::stateTransition(double const&, int const&, int&, double const&, bool const&, bool&, bo
  5.25%  pc2  pc2                  [.] HistogramAges::add(double const&)
  3.73%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::istream::getline(char*, long, char)
  3.02%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::basic_istream<char, std::char_traits<char> >& std::operator>><char, std::char_traits<char> >(std::basic_
  2.49%  pc2  [kernel.kallsyms]    [k] 0xffffffff81043e6a
  2.29%  pc2  libc-2.17.so         [.] __strlen_sse2
  2.00%  pc2  libc-2.17.so         [.] __mpn_lshift
  1.72%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] __cxxabiv1::__vmi_class_type_info::__do_dyncast(long, __cxxabiv1::__class_type_info::__sub_kind, __cxxabiv1::
  1.71%  pc2  libc-2.17.so         [.] __memcpy_ssse3_back
  1.67%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::locale::~locale()
  1.65%  pc2  libc-2.17.so         [.] __mpn_construct_double
  1.38%  pc2  libc-2.17.so         [.] memchr
  1.29%  pc2  pc2                  [.] (anonymous namespace)::readTransitionMatrix(double*, std::string)
  1.27%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::string::_M_mutate(unsigned long, unsigned long, unsigned long)
  1.15%  pc2  libc-2.17.so         [.] round_and_return
  1.02%  pc2  libc-2.17.so         [.] __mpn_mul
  1.01%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::istream::sentry::sentry(std::istream&, bool)
  1.00%  pc2  libc-2.17.so         [.] __memcpy_sse2
  0.85%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::locale::locale(std::locale const&)
  0.85%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::string::_M_replace_safe(unsigned long, unsigned long, char const*, unsigned long)
  0.83%  pc2  libstdc++.so.6.0.17  [.] std::locale::locale()
  0.73%  pc2  libc-2.17.so         [.] __mpn_mul_1

来自perf stat:

 Performance counter stats for './release/pc2':

         62.449034 task-clock                #    0.988 CPUs utilized          
                49 context-switches          #    0.785 K/sec                  
                 3 cpu-migrations            #    0.048 K/sec                  
               861 page-faults               #    0.014 M/sec                  
       179,240,478 cycles                    #    2.870 GHz                    
        58,909,298 stalled-cycles-frontend   #   32.87% frontend cycles idle   
   <not supported> stalled-cycles-backend  
       320,437,960 instructions              #    1.79  insns per cycle        
                                             #    0.18  stalled cycles per insn
        70,932,710 branches                  # 1135.850 M/sec                  
           697,468 branch-misses             #    0.98% of all branches        

       0.063228446 seconds time elapsed

我将不胜感激任何评论.我需要学习如何解释/阅读这些信息,所以任何可能有助于我开始的提示都将不胜感激.

Answer 1

为了优化代码,必须首先弄清楚哪个地方是瓶颈.要找到瓶颈,必须对代码进行分析.否则,很多时候只会浪费很多时间进行微观/错误优化,而这些优化根本不重要.

我没有在您的最小工作代码示例(您没有提供)上使用分析器,但根据我的经验,我可以告诉您 - 您的tidx()功能不是瓶颈,您不应该关注std::min()in 的性能 这个案例.瓶颈更可能是内存访问和停滞的CPU周期.

对于初学者,如果可能的话,尝试展开你的循环(如果编译器没有为你做这个).执行25000000次迭代而不是100000000次迭代可能更有效,但在单个循环周期中执行更多操作.但在你这样做之前,你必须确保展开循环有助于而不是伤害.这通常是通过分析来完成的,所以我们回到这一点,为了优化代码,必须先弄清楚哪个地方是瓶颈.找到瓶颈...哦,等等,我几乎陷入了不定期的循环.中止.