ios - Objective C float 与 int、CGPoint 与基于自定义 int 的结构性能

Question

基于这篇文章中的论点:Performance of Built-in types ，我是否可以得出结论，基于 int 的点结构的自定义实现比基于 float 的 CGPoint 更快或更有效？我已经审查了许多有关类型性能差异的帖子，但没有找到包含由结构进一步包裹的场景的帖子。 谢谢。

// Coord 
typedef struct {
    int x;
    int y;
} Coord;

CG_INLINE Coord CoordMake(int x, int y){
    Coord coord; coord.x = x; coord.y = y; return coord;
}

CG_INLINE bool CoordEqualToCoord(Coord coord, Coord anotherCoord) {
    return coord.x == anotherCoord.x && coord.y == anotherCoord.y;
}

CG_INLINE CGPoint CGPointForCoord(Coord coord) {
    return CGPointMake(coord.x, coord.y);
}

编辑:我已经完成了纯粹的算术测试，直到数百万次迭代之前，结果实际上可以忽略不计，而我的应用程序将无法接近这样做。我将继续使用 Coord typedef 但会出于@meaning-matters 建议的一些原因删除该结构。根据记录，测试确实表明基于 int 的结构快了大约 30%，但是 0.0001 秒的 30% 并不是任何人都应该关心的。我仍然对实现更好的观点和反观点感兴趣。

Answer 1

这取决于你用它做什么。对于普通算术，吞吐量可以是相似的。整数延迟通常会少一些。在某些处理器上，GPR 的 L1 延迟比 FPR 更好。因此，对于许多测试，结果将相同或为整数计算提供较小的优势。在 32 位机器上，double 与 int64_t 计算的平衡将翻转。 (如果您正在编写 CPU vector 代码并且可以进行 16 位计算，那么使用整数会快得多。)

但是，在计算坐标/地址以将数据加载到寄存器或从寄存器中存储数据时，整数在 CPU 上显然更好。原因是加载或存储指令可以将整数操作数作为数组的索引，但不能将浮点操作数作为索引。要使用浮点坐标，您至少必须先转换为整数，然后加载或存储，因此它应该总是较慢。通常，还必须设置一些舍入模式(例如，floor() 操作)，并且可能还需要一些重要的操作来考虑边缘模式，例如 CL_ADDRESS_REPEAT 寻址模式。与简单的 AND 运算相比，这可能是在整数上实现相同效果所需的全部操作，并且应该清楚整数是一种更便宜的格式。

在 GPU 上，它更强调浮点计算，并且可能不会在整数计算上投入太多(尽管它更容易)，情况则完全不同。在那里，您可以期望纹理单元硬件直接使用浮点值来查找所需的数据。用于查找正确坐标的浮点算法内置于硬件中，因此是“免费的”(如果我们忽略能耗考虑)，并且 GL 或 CL 等图形 API 是围绕它构建的。

一般来说，虽然浮点在图形 API 中无处不在，但对于采样数据的坐标系来说，浮点本身在数值上是较差的选择。它在图像的一个角落集中了过多的精度，可能会导致图像远角处的量化误差/不一致，从而导致线性采样的精度降低和意外的舍入效果。对于足够大的图像，图像中的某些像素可能无法通过坐标系寻址，因为不存在引用该位置的 float 。对于坐标系统来说，默认舍入模式(舍入到与偶数最接近的关系)可能是不可取的，因为线性过滤通常会将坐标放置在两个整数值之间的中间位置，从而导致偶数像素向上舍入，奇数像素向下舍入。这会导致像素重复，而不是最坏情况下的预期结果，在最坏的情况下，它们都是 hell 般的情况，并且步幅为 1。它的好处是它更容易使用。

定点坐标系允许在整个表面上保持一致的坐标精度和舍入，并避免这些问题。模数溢出很好地融入了一些常见的修边模式。精度是可以预测的。