Без оптимизации g ++ сложная функция класса шаблона не работает - PullRequest
Новая
       19

Без оптимизации g ++ сложная функция класса шаблона не работает

1 голос
/ 08 января 2012

Я создаю шаблон класса матрицы с плавающей запятой. Объявление класса показано ниже только с соответствующими функциями и членами. 

// columns, rows
template <unsigned int c, unsigned int r>
class Matrix {
 public:
  Matrix(float value);

  float& At(unsigned int x, unsigned int y);
  float const& At(unsigned int x, unsigned int y) const;
  template <unsigned int p> Matrix<p, r> MultipliedBy(Matrix<p, c> const& other);

 private:
  // column-major ordering
  float data_[c][r];
}

Ниже приведены реализации каждой из перечисленных функций. 

template <unsigned int c, unsigned int r>
Matrix<c, r>::Matrix(float value) {
  std::fill(&data_[0][0], &data_[c][r], value);
}

template <unsigned int c, unsigned int r>
float& Matrix<c, r>::At(unsigned int x, unsigned int y) {
  if (x >= c || y >= r) {
    return data_[0][0];
  }

  return data_[x][y];
}

template <unsigned int c, unsigned int r>
float const& Matrix<c, r>::At(unsigned int x, unsigned int y) const {
  if (x >= c || y >= r) {
    return data_[0][0];
  }

  return data_[x][y];
}

template <unsigned int c, unsigned int r>
template <unsigned int p>
Matrix<p, r> Matrix<c, r>::MultipliedBy(Matrix<p, c> const& other) {
  Matrix<p, r> result(0.0f);

  for (unsigned int x = 0; x < c; x++) {
    for (unsigned int y = 0; y < r; y++) {
      for (unsigned int z = 0; z < p; z++) {
        result.At(z, y) += At(x, y) * other.At(z, x);
      }
    }
  }

  return result;
}

Теперь несколько строк тестового кода. 

Matrix<4, 4> m1;

// m1 set to
//
//  1   2   3   4
//  5   6   7   8
//  9   10  11  12
//  13  14  15  16

Matrix<1, 4> m2;

// m2 set to
//
//  6
//  3
//  8
//  9

Matrix<1, 4> m3 = m1.MultipliedBy(m2);

Здесь все становится странно. При компиляции (с использованием g++) без оптимизации (-O0): 

// m3 contains
//  0
//  0
//  0
//  0

При любой оптимизации (-O1, -O2 или -O3): 

// m3 contains
//  210
//  236
//  262
//  288

Обратите внимание, что даже при оптимизации ответ неверный (проверено внешним калькулятором). Поэтому я сузил его до этого вызова в MultipliedBy: 

Matrix<p, r> result(0.0f);

Если я создаю экземпляр result, то other становится недействительным (все значения data_ установлены на 0.0f). До выделения / инициализации result, other все еще действует (6, 3, 8, 9).

Стоит отметить, что если я умножу две матрицы одинакового (квадратного) размера, я получу полностью корректный и правильный вывод, независимо от уровня оптимизации.

Кто-нибудь знает, что в мире g++ тянет сюда? Я запускаю g++ (GCC) 4.6.1 на mingw ... может это как-то связано с проблемой?

1 Ответ

1 голос
/ 08 января 2012

&data_[c][r] возможно неверно: это data_ + (c*r + r) * FS, тогда как вам, возможно, нужно &data_[c-1][r-1] + FS, то есть data_ + ((c-1)*r + (r-1) + 1) * FS, то есть data_ + c*r * FS.

(Здесь FS == sizeof(float).)

Ваш последний элемент - data_[c-1][r-1], поэтому последним будет data_[c-1][r], а не data_[c][r].

...