C语言中的for循环优化

Question

我必须优化下面的循环代码。我能怎么做？有什么建议吗？我试图展开 for 循环，但它没有改变任何东西。 谢谢。

G 是图的矩阵（有向图或无向图） 代码如下：

void col_convert(int dim, int *G)
{
    int i, j;
    for (i = 0; i < dim; i++)
        for (j = 0; j < dim; j++)
            G[j*dim+i] = G[j*dim+i] || G[i*dim+j];
}

编辑： 最常见的维度是 8。

Answer 1

我的速度比原始代码快了 5.4 倍。谢谢大家。

这就是答案：

void col_convert(int dim, int *G)
{

      int i, j,dimj,dimi,nj,ni;

      for (i = 0; i <= dim-8; i +=8){
          ni = dim * i;
          for (j = 0; j < dim; j++)
          {
              nj = j * dim ;
              dimj = nj + i;
              dimi = ni + j;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];

              dimj += 1;
              dimi += dim;
              G[dimj] |= G[dimi];
          }
      }

      // Use the normal loop for any remaining elements
      for (; i < dim; i++){
        ni = i * dim;

          for (j = 0; j < dim; j++){
            nj = j * dim;
            dimj = nj + i;
            dimi = ni + j;
            G[dimj] |= G[dimi];
          }
        }

}

Answer 2

您可以通过注意操作是对称的来将迭代次数减半：

void naive_col_convert(int dim, int *G) {
    for (int i = 0; i < dim; i++) {
        G[i * dim + i] = G[i * dim + i] != 0;
        for (int j = i + 1; j < dim; j++) {
            G[i * dim + j] = G[j * dim + i] = G[j * dim + i] || G[i * dim + j];
        }
    }
}

编辑：如果最常见的值是 8，请使用 -O3 尝试以下代码。编译器应该能够从相同的源代码为特殊情况生成有效的代码。

void naive_col_convert(int dim, int *G) {
    if (dim == 8) {
    #define dim 8
        for (int i = 0; i < dim; i++) {
            G[i * dim + i] = G[i * dim + i] != 0;
            for (int j = i + 1; j < dim; j++) {
                G[i * dim + j] = G[j * dim + i] = G[j * dim + i] || G[i * dim + j];
            }
        }
    #undef dim
    } else {
        for (int i = 0; i < dim; i++) {
            G[i * dim + i] = G[i * dim + i] != 0;
            for (int j = i + 1; j < dim; j++) {
                G[i * dim + j] = G[j * dim + i] = G[j * dim + i] || G[i * dim + j];
            }
        }
    }
}

如果性能改进不显着，您可以手动将循环展开到 36 个语句的序列上。对这些语句重新排序可能会为选定的架构带来额外的改进，而对其他架构的运行速度会更慢。