查找数字是否在范围内的最快方法

Question

我尝试编写一段代码，获取方形图像并应用锐化内核。

我确实成功地完成了我的任务，但我对我的程序的运行时间感到失望。模糊图像和锐化图像（500x500）所需的时间大约需要 16 毫秒，我想比这更低，我使用了callgrind 和cachegrind，我确实看到我的缓存未命中率非常低（大约 3% ) 所以当我试图缩小问题范围时，我注意到每次我在像素上应用内核时，我都会询问以下是否有任何通道在 [0,255] 范围内。我想知道是否有一种快速的方法来计算数字是否在范围内到目前为止我使用以下宏：

#define max(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
#define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))

我的像素结构：

typedef struct {
    unsigned char red;
    unsigned char green;
    unsigned char blue;
} pixel;

和我的计算：

//p is a struct of pixel.
p.red = min(max(sumRed, 0), 255);
p.green = min(max(sumGreen, 0), 255);
p.blue = min(max(sumBlue, 0), 255);

Answer 1

您实际上是在寻找一种将值限制在给定范围内的快速方法。

如果您知道值可以采用的最大范围，这可能可以通过使用的算法确定，您可以使用带有偏移量的查找表：

// clamp_table is a table of unsigned char of size maxvalue - minvalue + 1
// initialized this way:
unsigned char clamp_table[maxvalue - minvalue + 1];
for (size_t i = minvalue; i < 0; i++) {
    clamp_table[i - minvalue] = 0;
}
for (size_t i = 0; i < 256; i++) {
    clamp_table[i - minvalue] = i;
}
for (size_t i = 256; i <= maxvalue; i++) {
    clamp_table[i - minvalue] = 255;
}

// clamping becomes a simple table indirection:
r.red = clamp_table[sumRed - minvalue];
r.green = clamp_table[sumGreen - minvalue];
r.blue = clamp_table[sumBlue - minvalue];

minvalue 和 maxvalue 在编译时应该是已知的，然后可以将 clamp_table 设为静态初始化的 const 数组以提高性能。