Я смотрел на этот вопрос, потому что у меня был тот же вопрос. У меня были мысли, чтобы провести более строгий тест.
- Как указывало rodrigob , в порядке цикла есть недостатки, так что любые результаты в коде, который вы изначально добавили, приведут к неверным данным
- Кроме того, существуют довольно небольшие массивы, которые устанавливаются с использованием констант. Компилятор может оптимизировать циклы, когда в действительности компилятор не будет знать размер массивов. На всякий случай размеры массивов и количество итераций должны быть входными данными времени выполнения.
На Mac следующий код настроен для предоставления более значимых ответов. Здесь есть 4 теста.
#define BOOST_DISABLE_ASSERTS
#include "boost/multi_array.hpp"
#include <sys/time.h>
#include <stdint.h>
#include<string>
uint64_t GetTimeMs64()
{
struct timeval tv;
gettimeofday( &tv, NULL );
uint64_t ret = tv.tv_usec;
/* Convert from micro seconds (10^-6) to milliseconds (10^-3) */
ret /= 1000;
/* Adds the seconds (10^0) after converting them to milliseconds (10^-3) */
ret += ( tv.tv_sec * 1000 );
return ret;
}
void function1( const int X_SIZE, const int Y_SIZE, const int ITERATIONS )
{
double nativeMatrix1add[X_SIZE*Y_SIZE];
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
nativeMatrix1add[y + ( x * Y_SIZE )] = rand();
}
}
// Create the native array
double* __restrict const nativeMatrix1p = new double[X_SIZE * Y_SIZE];
uint64_t startTime = GetTimeMs64();
for( int i = 0 ; i < ITERATIONS ; ++i )
{
for( int xy = 0 ; xy < X_SIZE*Y_SIZE ; ++xy )
{
nativeMatrix1p[xy] += nativeMatrix1add[xy];
}
}
uint64_t endTime = GetTimeMs64();
printf( "[Native Pointer] Elapsed time: %6.3f seconds\n", ( endTime - startTime ) / 1000.0 );
}
void function2( const int X_SIZE, const int Y_SIZE, const int ITERATIONS )
{
double nativeMatrix1add[X_SIZE*Y_SIZE];
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
nativeMatrix1add[y + ( x * Y_SIZE )] = rand();
}
}
// Create the native array
double* __restrict const nativeMatrix1 = new double[X_SIZE * Y_SIZE];
uint64_t startTime = GetTimeMs64();
for( int i = 0 ; i < ITERATIONS ; ++i )
{
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
nativeMatrix1[y + ( x * Y_SIZE )] += nativeMatrix1add[y + ( x * Y_SIZE )];
}
}
}
uint64_t endTime = GetTimeMs64();
printf( "[Native 1D Array] Elapsed time: %6.3f seconds\n", ( endTime - startTime ) / 1000.0 );
}
void function3( const int X_SIZE, const int Y_SIZE, const int ITERATIONS )
{
double nativeMatrix2add[X_SIZE][Y_SIZE];
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
nativeMatrix2add[x][y] = rand();
}
}
// Create the native array
double nativeMatrix2[X_SIZE][Y_SIZE];
uint64_t startTime = GetTimeMs64();
for( int i = 0 ; i < ITERATIONS ; ++i )
{
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
nativeMatrix2[x][y] += nativeMatrix2add[x][y];
}
}
}
uint64_t endTime = GetTimeMs64();
printf( "[Native 2D Array] Elapsed time: %6.3f seconds\n", ( endTime - startTime ) / 1000.0 );
}
void function4( const int X_SIZE, const int Y_SIZE, const int ITERATIONS )
{
boost::multi_array<double, 2> boostMatrix2add( boost::extents[X_SIZE][Y_SIZE] );
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
boostMatrix2add[x][y] = rand();
}
}
// Create the native array
boost::multi_array<double, 2> boostMatrix( boost::extents[X_SIZE][Y_SIZE] );
uint64_t startTime = GetTimeMs64();
for( int i = 0 ; i < ITERATIONS ; ++i )
{
for( int x = 0 ; x < X_SIZE ; ++x )
{
for( int y = 0 ; y < Y_SIZE ; ++y )
{
boostMatrix[x][y] += boostMatrix2add[x][y];
}
}
}
uint64_t endTime = GetTimeMs64();
printf( "[Boost Array] Elapsed time: %6.3f seconds\n", ( endTime - startTime ) / 1000.0 );
}
int main( int argc, char* argv[] )
{
srand( time( NULL ) );
const int X_SIZE = std::stoi( argv[1] );
const int Y_SIZE = std::stoi( argv[2] );
const int ITERATIONS = std::stoi( argv[3] );
function1( X_SIZE, Y_SIZE, ITERATIONS );
function2( X_SIZE, Y_SIZE, ITERATIONS );
function3( X_SIZE, Y_SIZE, ITERATIONS );
function4( X_SIZE, Y_SIZE, ITERATIONS );
return 0;
}
Один с одним одномерным массивом, использующий [] с целочисленной математикой и двойным циклом
Один с одним и тем же одномерным массивом с использованием приращения указателя
многомерный массив C
Мульти-массив буста
так что запускайте из командной строки, запускайте
./test_array xsize ysize iterations"
и вы можете получить хорошее представление о том, как будут работать эти подходы. Вот что я получил со следующими флагами компилятора:
g++4.9.2 -O3 -march=native -funroll-loops -mno-avx --fast-math -DNDEBUG -c -std=c++11
./test_array 51200 1 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.537 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 2.045 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 2.749 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 1.167 seconds
./test_array 25600 2 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.531 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 1.241 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 1.631 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.954 seconds
./test_array 12800 4 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.536 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 1.214 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 1.223 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.798 seconds
./test_array 6400 8 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.540 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 0.845 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 0.878 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.803 seconds
./test_array 3200 16 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.537 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 0.661 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 0.673 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.708 seconds
./test_array 1600 32 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.532 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 0.592 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 0.596 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.764 seconds
./test_array 800 64 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.546 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 0.594 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 0.606 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.764 seconds
./test_array 400 128 20000
[Native 1-Loop ] Elapsed time: 0.536 seconds
[Native 1D Array] Elapsed time: 0.560 seconds
[Native 2D Array] Elapsed time: 0.564 seconds
[Boost Array] Elapsed time: 0.746 seconds
Итак, я думаю, что можно с уверенностью сказать, что boost multi_array работает довольно хорошо. Ничто не сравнится с оценкой одного цикла, но в зависимости от размера массива boost :: multi_array может превзойти стандартный c-массив с двойным циклом.