【发布时间】：2009-05-19 16:04:03
【问题描述】：
知道为什么这个代码：
extern "C" __declspec(dllexport) void Transform(double x[], double y[], int iterations, bool forward)
{
long n, i, i1, j, k, i2, l, l1, l2;
double c1, c2, tx, ty, t1, t2, u1, u2, z;
/* Calculate the number of points */
n = (long)pow((double)2, (double)iterations);
/* Do the bit reversal */
i2 = n >> 1;
j = 0;
for (i = 0; i < n - 1; ++i)
{
if (i < j)
{
tx = x[i];
ty = y[i];
x[i] = x[j];
y[i] = y[j];
x[j] = tx;
y[j] = ty;
}
k = i2;
while (k <= j)
{
j -= k;
k >>= 1;
}
j += k;
}
/* Compute the FFT */
c1 = -1.0;
c2 = 0.0;
l2 = 1;
for (l = 0; l < iterations; ++l)
{
l1 = l2;
l2 <<= 1;
u1 = 1;
u2 = 0;
for (j = 0; j < l1; j++)
{
for (i = j; i < n; i += l2)
{
i1 = i + l1;
t1 = u1 * x[i1] - u2 * y[i1];
t2 = u1 * y[i1] + u2 * x[i1];
x[i1] = x[i] - t1;
y[i1] = y[i] - t2;
x[i] += t1;
y[i] += t2;
}
z = u1 * c1 - u2 * c2;
u2 = u1 * c2 + u2 * c1;
u1 = z;
}
c2 = sqrt((1.0 - c1) / 2.0);
if (forward)
c2 = -c2;
c1 = sqrt((1.0 + c1) / 2.0);
}
/* Scaling for forward transform */
if (forward)
{
for (i = 0; i < n; ++i)
{
x[i] /= n;
y[i] /= n;
}
}
}
运行速度比这段代码快 20%？
public static void Transform(DataSet data, Direction direction)
{
double[] x = data.Real;
double[] y = data.Imag;
data.Direction = direction;
data.ExtremeImag = 0.0;
data.ExtremeReal = 0.0;
data.IndexExtremeImag = 0;
data.IndexExtremeReal = 0;
long n, i, i1, j, k, i2, l, l1, l2;
double c1, c2, tx, ty, t1, t2, u1, u2, z;
/* Calculate the number of points */
n = (long)Math.Pow(2, data.Iterations);
/* Do the bit reversal */
i2 = n >> 1;
j = 0;
for (i = 0; i < n - 1; ++i)
{
if (i < j)
{
tx = x[i];
ty = y[i];
x[i] = x[j];
y[i] = y[j];
x[j] = tx;
y[j] = ty;
}
k = i2;
while (k <= j)
{
j -= k;
k >>= 1;
}
j += k;
}
/* Compute the FFT */
c1 = -1.0;
c2 = 0.0;
l2 = 1;
for (l = 0; l < data.Iterations; ++l)
{
l1 = l2;
l2 <<= 1;
u1 = 1;
u2 = 0;
for (j = 0; j < l1; j++)
{
for (i = j; i < n; i += l2)
{
i1 = i + l1;
t1 = u1 * x[i1] - u2 * y[i1];
t2 = u1 * y[i1] + u2 * x[i1];
x[i1] = x[i] - t1;
y[i1] = y[i] - t2;
x[i] += t1;
y[i] += t2;
}
z = u1 * c1 - u2 * c2;
u2 = u1 * c2 + u2 * c1;
u1 = z;
}
c2 = Math.Sqrt((1.0 - c1) / 2.0);
if (direction == Direction.Forward)
c2 = -c2;
c1 = Math.Sqrt((1.0 + c1) / 2.0);
}
/* Scaling for forward transform */
if (direction == Direction.Forward)
{
for (i = 0; i < n; ++i)
{
x[i] /= n;
y[i] /= n;
if (Math.Abs(x[i]) > data.ExtremeReal)
{
data.ExtremeReal = x[i];
data.IndexExtremeReal = (int)i;
}
if (Math.Abs(y[i]) > data.ExtremeImag)
{
data.ExtremeImag = y[i];
data.IndexExtremeImag = (int)i;
}
}
}
}
FFT http://www.rghware.com/fft.png
我通过在我的应用中选择“Native DLL FFT”来创建图表中间的 CPU 下降：
http://www.rghware.com/InstrumentTuner.zip（源代码）
我认为这将在大多数 PC 上运行。您需要安装 DirectX。我在使用某些硬件的捕获设置时遇到了一些问题。捕获设置应该是可配置的，但这个有趣的发现使应用程序的开发偏离了方向。
无论如何，为什么我看到使用本机代码的速度提高了 20%？这似乎与我之前的一些假设背道而驰。
更新
在将函数转换为不安全的方法并修复 long/int 问题后。新的 unsafe 方法实际上比原生方法运行得更快（很酷）。
Profile http://www.rghware.com/profile.png
很明显，数组边界检查是这种 FFT 方法速度降低 20% 的原因。由于其性质，此方法中的 for 循环无法优化。
感谢大家的帮助。
【问题讨论】：
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我再次上传了源代码（这次是使用类库。
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你的速度比较测试怎么样？您是否在调试器之外的版本中运行（重要），以及多次运行（以确保您没有遇到任何 JIT 问题）？
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我在 IDE 之外的发行版中运行它。我正在使用 System.Diagnostics.Stopwatch 来测试这些功能的速度。我将结果放在表单上，这样我就可以观看它们并通过单选按钮来回切换。该功能基本上以半秒为间隔对进入声卡的数据连续执行。我已经运行了很多次测试。
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我安装了一个分析器（喷气机大脑）。虽然很高兴快速查看是什么占用了我的 CPU，但它并没有揭示我通过玩 System.Diagnostics.Stopwatch 尚未学到的任何东西。这些这个FFT函数就是瓶颈。不安全标志让我感到不安，但我想我会检查一下，看看会发生什么。
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@Robert Hamilton：尝试将 JetBrains 切换为使用跟踪分析器而不是采样分析器。它的运行速度会慢得多，但您可以获得关于瓶颈的非常不同级别的信息。 AQTime 是用于此类工作的另一个仅跟踪分析器（实际上我更喜欢它）。另外，我最后的建议（见我的回答）有帮助吗？