XNA 优化 - 循环展开？

Question

我正在制作 XNA 游戏，我想知道是否有办法优化某些循环。例如：

我有一个 Map 类，其中包含一组图块，因此，在 Map Update() 中，我只调用每个图块 Update()

    // Update method in Map Class
    public void Update()
    {
        for (int index = 0; index < tiles.Count; index++)
        {
            tiles[index].Update();
        }
    }

这很好用，但是对于一些较大的填充对象可能会变得更糟，例如 Particle 类，其中每个粒子都由 ParticleManager 类（包含粒子集合）管理，因此：

    // Update method in ParticleManager class
    public void Update()
    {
        for (int index = 0; index < particle.Count; index++)
        {
            particle[index].Update();
        }
    }

    //Update Method in Particle class
    public void Update()
    {
        for (int index = 0; index < Map.tiles.Count; index++)
        {
             CheckCollitions(Map.tile[index], this);
        }
    }

ParticleManager 为每个粒子循环，每个粒子检查每个 Tile 的碰撞。 所以，如果你有 20 个粒子和 100 个 Tiles，它将进行大量计算：

20 loops cycles * 100 loops cycles

这就是为什么我在考虑一些优化，比如循环展开，但是，我不知道它是否适用于未定义长度的循环（我认为不是）（因为编译器在编译时不知道这些循环的长度）

总结一下：

1. 是否可以使用循环展开来优化这些循环？
2. 您能建议我进行其他类型的优化吗？

谢谢

Answer 1

首先，循环展开是一种微优化，不会带来很多好处。在绝对需要之前不要打扰。

更重要的是，优化代码的方式更多的是关于使用的数据结构和算法，而不是你可以多快地遍历一个集合。

在您的特定示例中，您正在有效地执行此操作..

    for (int p = 0; p < particle.Count; p++)
    {
        for (int t = 0; t < Map.tiles.Count; t++)
        {
                 CheckCollitions(Map.tile[t], particle[p]);
        }
    }

像这样的嵌套循环表明复杂度为 O(n^2)，并且是潜在性能问题的明确标志。

通常，当您使用碰撞检测时，您可以根据已知的情况减少可能发生碰撞的对象数量来优化代码。

例如，我假设图块不会四处移动，而是以统一的网格布局。我也可以假设粒子非常小。

假设您将图块数据存储在二维数组中。

var tiles = new int[32,32];

值为 0 表示没有图块，值为 1（或 > 0）表示图块是实心的。您还知道，在屏幕上渲染图块时，它们是 64x64 像素。

这意味着，您可以使用简单的数学非常快速地对任何图块进行基本的碰撞测试..

    for (int p = 0; p < particle.Count; p++)
    {
        var tileWidth = 64;
        var tileHeight = 64;
        var particlePosition = particle[p].Position;
        var tx = particlePosition.X / tileWidth; 
        var ty = particlePosition.Y / tileHeight;

        var tile = tiles[tx, ty];

        if(tile == 0)
        {
            // no collision
        }
        else
        {
            // collision detected
        }
    }

此时，您确切地知道粒子位置落入阵列中的哪个图块并移除了内部循环（有效地将其降低到 O(n) 复杂度）。显然，您还需要注意不要检查数组边界之外的内容，如果您的粒子大于单个像素，可能还有其他一些细节需要处理，但您明白了。