c - 如何使用循环展开和重新关联？

Question

我正在尝试使用循环展开来优化我的代码。

这是原始代码

int a[N]; //arbitrary array
int vara; //arbitrary variable
int varb; //arbitrary variable
for (int i=0;i<N;i++)
     a[i]=(a[i+1]* vara) + varb;

所以我尝试这样做

for (int i=0;i<N-1;i+=2)
{
    int a=a[i+1]*vara;
    int b=a[i+2]*vara;
    int c=a+varb;
    int d=b+varb;
    a[i]=c;
    a[i+1]=d;
}

我认为这会起作用，因为我使编译器能够一次对多个迭代进行加法和乘法，我认为这会增加指令级并行性。然而这样做根本不会加速我的代码，我做错了什么？

任何其他优化此代码的建议也将不胜感激。

Answer 1

您的编译器很可能已经在高优化级别展开，也许您需要 -funroll-loops 或类似的东西。但即使是文档也警告说，这并不是提高速度的神奇选择，因为它会消耗指令缓存和程序空间。

循环展开基本上就是您所做的:只需较少的循环迭代并完成多个较小迭代的工作。它是否更快很大程度上取决于循环体和代码运行的实际机器。

只有当跳转成本昂贵并且存在指令级并行性增益时，展开才有意义，考虑到现代处理器中的反依赖性和调整的分支预测器，这种情况不太可能发生。

也就是说，您至少需要运行一些带有统计分析的微基准测试。

如果我必须冒险一种方法来提高速度:删除对数组中下一个元素的依赖。然后，这会变成一个基本的 vector 乘法累加，这对于向量化来说很简单。