C++ 求职面试问题变得更难了，如何解决？答案

【问题标题】：C++ Job Interview Question Made Harder, how to solve?C++ 求职面试问题变得更难了，如何解决？
【发布时间】：2021-09-15 19:20:40
【问题描述】：

我最近参加了一次工作面试，要求我将 2 个矩阵相乘，这真的很容易。然后有人问我：

想象一下，当读取任何矩阵的一个值时，CPU 会从右边得到 4 个相邻的值，你如何利用这个事实来提高性能？

起初我虽然将每 4 个值保存在变量中，而不是读取 A[i][j]，我可以简单地检查变量，但这根本没有帮助，因为我们仍然从内存中读取值，因此没有单一优势...

【问题讨论】：

听起来他们在要求您使用 SIMD，但这并不完整：您需要 4 宽度的算术运算才能充分利用 4 宽度的负载。有没有关于那件事的说法？
@harold 我想他不是这个意思，这是实习面试
矩阵乘法通常涉及向下一个的行和另一个的列。如果您首先转置其中一个矩阵，则可以通过向下每个矩阵的行（或列）进行乘法运算，以便内存提前获取帮助。虽然转置创建了一个新矩阵，但它是一个 O(1) 操作，并且对于更大的矩阵，增益将抵消它。
为什么会提到What's the use of do while(0) when we define a macro? [duplicate] 问题？它们是无关的。
我不知道重复项与问题有什么关系......实际的问题是，“当读取任何矩阵的一个值时，CPU 会给你 4 个相邻的右边的”意味着它只得到四个相邻的而不是你要求的那个？或者这是否意味着您获得了 5 个值：您读取的一个值和另外四个值？因为那会改变答案。

标签： c++ c memory

【解决方案1】：

优化矩阵乘法没有单一的方法，这里有一种方法。我不知道你的面试官期望的是相似的还是完全不同的。

该方法确实需要您以特殊方式存储矩阵（既不是行优先也不是列优先），但所有矩阵的存储方式始终相同，因此无需在行优先和列优先表示之间切换（中间结果没有转置）。

基本思想是将矩阵存储为 2x2 元素块的二维数组。换句话说，你可以这样安排

a[2*i+0][2*j+0]
a[2*i+0][2*j+1]
a[2*i+1][2*j+0]
a[2*i+1][2*j+1]

在内存中是连续的，因此它们被一起提取和存储。

然后您只需将矩阵逐块相乘（一行块乘以一列块）。

您将需要填充奇数大小的矩阵，但对于大矩阵，这并不是非常昂贵。

【讨论】：

你仍然没有使用我们正在读取内存块的事实......你确实 left[i][k] 所以让我们假设 k 是 0 然后你访问 left[i][0 ] 然后你再次访问你已经拥有的 left[i][1] 。您没有在问题中使用额外奖励。
这个答案不是来自我的头脑，而是来自我碰巧熟悉的真实硬件和软件。恐怕我无法更好地解释它，所以我将这个答案留给未来的读者。