Ken*_*ira 39 c++ performance if-statement
编者的澄清:当最初发布时,有两个问题:
第二个问题已经解决:只有在调试器下运行时才会出现随机性.
这个问题的其余部分应该被理解为关于上面的第一个要点,并且在VC++ 2010 Express的发布模式下运行,优化"最大化速度"和"支持快速代码".
评论部分仍然有一些评论谈论第二点,但现在可以忽略它们.
我有一个模拟,如果我在运行实际模拟的while循环中添加一个简单的if语句,性能下降大约三倍(我在while循环中运行了很多计算,n-body引力用于太阳能系统除了其他东西)即使if语句几乎从未执行过:
if (time - cb_last_orbital_update > 5000000)
{
cb_last_orbital_update = time;
}
with time和cb_last_orbital_update同时属于类型double并在main函数的开头定义,其中if语句也是如此.通常我也想在那里运行计算,但如果我删除它们没有任何区别.上面的if语句对性能有相同的影响.
变量time是模拟时间,它在开始时增加0.001步,因此在第一次执行if语句之前需要很长时间(我还包括打印消息以查看它是否正在执行,但它是不,或者至少只在它应该的时候).无论如何,即使在模拟的最初几分钟内尚未执行一次,性能也会下降3倍.如果我注释掉这条线
cb_last_orbital_update = time;
然后它再次运行得更快,所以这不是检查
time - cb_last_orbital_update > 5000000
或者,这绝对是将当前模拟时间写入此变量的简单行为.
此外,如果我将当前时间写入另一个变量而不是cb_last_orbital_update,则性能不会下降.因此,这可能是一个问题,为变量分配一个新值,用于检查是否应该执行"if"？这些都是在黑暗中拍摄的.
免责声明:我对编程很新,对所有文本都很抱歉.
我正在使用Visual C++ 2010 Express,停用stdafx.h预编译头函数也没有任何区别.
编辑:该程序的基本结构.请注意,在while循环(time += time_interval;)结束时无处time可更改.此外,cb_last_orbital_update只有3次出现:声明/初始化,加上导致问题的if语句中的两次.
int main(void)
{
...
double time = 0;
double time_interval = 0.001;
double cb_last_orbital_update = 0;
F_Rocket_Preset(time, time_interval, ...);
while(conditions)
{
Rocket[active].Stage[Rocket[active].r_stage].F_Update_Stage_Performance(time, time_interval, ...);
Rocket[active].F_Calculate_Aerodynamic_Variables(time);
Rocket[active].F_Calculate_Gravitational_Forces(cb_mu, cb_pos_d, time);
Rocket[active].F_Update_Rotation(time, time_interval, ...);
Rocket[active].F_Update_Position_Velocity(time_interval, time, ...);
Rocket[active].F_Calculate_Orbital_Elements(cb_mu);
F_Update_Celestial_Bodies(time, time_interval, ...);
if (time - cb_last_orbital_update > 5000000.0)
{
cb_last_orbital_update = time;
}
Rocket[active].F_Check_Apoapsis(time, time_interval);
Rocket[active].F_Status_Check(time, ...);
Rocket[active].F_Update_Mass (time_interval, time);
Rocket[active].F_Staging_Check (time, time_interval);
time += time_interval;
if (time > 3.1536E8)
{
std::cout << "\n\nBreak main loop! Sim Time: " << time << std::endl;
break;
}
}
...
}
编辑2:
这是汇编代码的不同之处.左边是带线的快速代码
cb_last_orbital_update = time;
取消注释,右边是慢线代码.
编辑4:
所以,我发现到目前为止似乎工作正常的解决方法:
int cb_orbit_update_counter = 1; // before while loop
if(time - cb_orbit_update_counter * 5E6 > 0)
{
cb_orbit_update_counter++;
}
编辑5:
虽然该解决方法确实有效,但它只能与使用相结合__declspec(noinline).我刚刚再次从函数声明中删除了那些,以查看它是否会发生任何变化,而且确实如此.
编辑6:对不起,这让人感到困惑.我在追踪__declspec(noinline)到这个函数时追踪了性能较低的罪魁祸首,即在以下内容中执行if:
__declspec(noinline) std::string F_Get_Body_Name(int r_body)
{
switch (r_body)
{
case 0:
{
return ("the Sun");
}
case 1:
{
return ("Mercury");
}
case 2:
{
return ("Venus");
}
case 3:
{
return ("Earth");
}
case 4:
{
return ("Mars");
}
case 5:
{
return ("Jupiter");
}
case 6:
{
return ("Saturn");
}
case 7:
{
return ("Uranus");
}
case 8:
{
return ("Neptune");
}
case 9:
{
return ("Pluto");
}
case 10:
{
return ("Ceres");
}
case 11:
{
return ("the Moon");
}
default:
{
return ("unnamed body");
}
}
}
在if现在也并不仅仅是增加计数器:
if(time - cb_orbit_update_counter * 1E7 > 0)
{
F_Update_Orbital_Elements_Of_Celestial_Bodies(args);
std::cout << F_Get_Body_Name(3) << " SMA: " << cb_sma[3] << "\tPos Earth: " << cb_pos_d[3][0] << " / " << cb_pos_d[3][1] << " / " << cb_pos_d[3][2] <<
"\tAlt: " << sqrt(pow(cb_pos_d[3][0] - cb_pos_d[0][0],2) + pow(cb_pos_d[3][1] - cb_pos_d[0][1],2) + pow(cb_pos_d[3][2] - cb_pos_d[0][2],2)) << std::endl;
std::cout << "Time: " << time << "\tcb_o_h[3]: " << cb_o_h[3] << std::endl;
cb_orbit_update_counter++;
}
我单独__declspec(noinline)从函数中删除F_Get_Body_Name,代码变慢.同样,如果我删除此函数的执行或__declspec(noinline)再次添加,代码运行得更快.所有其他功能仍然有__declspec(noinline).
编辑7:所以我将开关功能更改为
const std::string cb_names[] = {"the Sun","Mercury","Venus","Earth","Mars","Jupiter","Saturn","Uranus","Neptune","Pluto","Ceres","the Moon","unnamed body"}; // global definition
const int cb_number = 12; // global definition
std::string F_Get_Body_Name(int r_body)
{
if (r_body >= 0 && r_body < cb_number)
{
return (cb_names[r_body]);
}
else
{
return (cb_names[cb_number]);
}
}
并使代码的另一部分更加苗条.该程序现在运行速度快,没有任何__declspec(noinline).正如ElderBug建议的那样,CPU指令缓存问题/代码变得太大了？
Mar*_*ann 21
我把钱花在了英特尔的分支预测器上.http://en.wikipedia.org/wiki/Branch_predictor
处理器假设(time-cb_last_orbital_update> 5000000)在大多数时间都是假的,并相应地加载执行管道.
一旦条件(时间--cb_last_orbital_update> 5000000)成立.错误的预测延迟会打击你.您可能会松动10到20个周期.
if (time - cb_last_orbital_update > 5000000)
{
cb_last_orbital_update = time;
}
有些事情正在发生,你没想到.
一个候选者是一些悬浮在某处的未初始化变量,它们具有不同的值,具体取决于您运行的确切代码.例如,您可能有未初始化的内存,有时是非规范化的浮点数,有时则不是.
我认为应该清楚的是,您的代码没有按照您的预期执行.因此,尝试调试代码,在启用所有警告的情况下进行编译,确保使用相同的编译器选项(优化与非优化可轻松成为因子10).检查您是否得到相同的结果.
特别是当你说"它再次运行得更快时(虽然这并不总是有效,但是我看不到模式).还可以将5000000改为5E6一次.它只运行一次但重新编译导致性能下降再一次没有改变任何东西.有一次它只在重新编译两次之后才变慢." 你很可能正在使用不同的编译器选项.
我会尝试另一种猜测.这是假设的,主要是由于编译器.
我的猜测是你使用了很多浮点计算,并且在main中引入和使用double值会使编译器用完XMM寄存器(浮点SSE寄存器).这迫使编译器使用内存而不是寄存器,并在内存和寄存器之间引发大量交换,从而大大降低了性能.发生这种情况主要是因为计算函数内联,因为函数调用是保留寄存器.
解决方案是添加__declspec(noinline)所有计算函数声明.