为什么Valarray在Visual Studio 2015上如此慢

Why is valarray so slow on Visual Studio 2015?

本文关键字：2015 Studio Valarray Visual 为什么      更新时间：2023-10-16

为了加快库中的计算，我决定使用std::valarray类。文档说：

std :: valarray和助手课程被定义为没有确定的 混叠的形式，从而使这些班级的操作成为 优化与C中关键字限制的效果相似 编程语言。此外，采用的功能和操作员 允许Valarray参数返回代理对象 编译器可以优化诸如v1 = a * v2之类的表达式 v3;作为执行v1 [i] = a * v2 [i] v3 [i]的单个循环;避免任何临时或多次通过。

这正是我所需要的。当我使用G 编译器时，它正如文档中所述的工作。我已经开发了一个简单的示例来测试std::valarray性能：

void check(std::valarray<float>& a)
{
   for (int i = 0; i < a.size(); i++)
      if (a[i] != 7)
         std::cout << "Error" << std::endl;
}
int main()
{
   const int N = 100000000;
   std::valarray<float> a(1, N);
   std::valarray<float> c(2, N);
   std::valarray<float> b(3, N);
   std::valarray<float> d(N);
   auto start = std::chrono::system_clock::now();
   d = a + b * c;
   auto end = std::chrono::system_clock::now();
   std::cout << "Valarr optimized case: "
      << (end - start).count() << std::endl;
   check(d);
   // Optimal single loop case
   start = std::chrono::system_clock::now();
   for (int i = 0; i < N; i++)
      d[i] = a[i] + b[i] * c[i];
   end = std::chrono::system_clock::now();
   std::cout << "Optimal case: " << (end - start).count() << std::endl;
   check(d);
   return 0;
}

在G 上，我得到了：

Valarr optimized case: 1484215
Optimal case: 1472202

似乎所有操作d = a + b * c;确实都放在一个周期中，这在保持性能的同时简化了代码。但是，当我使用Visual＆nbsp; Studio; 2015年时，这无效。对于相同的代码，我得到：

Valarr optimized case: 6652402
Optimal case: 1766699

差异几乎是四次；没有优化！为什么std::valarray在2015年的Visual＆nbsp" Studio＆nbsp"中不需要工作？我做的一切正确吗？我如何解决问题而不放弃std::valarray？

我做的一切正确吗？

您正在做正确的事情。问题是在Visual Studio std::valarray实现中。

为什么std::valarray在Visual＆nbsp; Studio＆nbsp; 2015？

上不需要工作

只需打开任何valarray操作员的实现，例如operator+。您会看到类似(宏扩展之后(：

   template<class _Ty> inline
      valarray<_Ty> operator+(const valarray<_Ty>& _Left,
         const valarray<_Ty>& _Right)
   {
      valarray<TYPE> _Ans(_Left.size());
      for (size_t _Idx = 0; _Idx < _Ans.size(); ++_Idx)
         _Ans[_Idx] = _Left[_Idx] + _Right[_Idx];
      return (_Ans)
   }

您可以看到，创建一个新对象，其中复制操作的结果。确实没有优化。我不知道为什么，但这是事实。看起来在Visual Studio中，仅添加std::valarray才能兼容。

要进行比较，请考虑GNU实施。如您所见，每个操作员返回仅包含操作但不包含数据的模板类_EXPR。实际计算是在分配运算符中执行的，更具体地说是在__valarray_copy函数中执行的。因此，在执行作业之前，所有操作均在代理对象_Expr上执行。只有调用operator=，就可以在单个环中执行的_Expr中存储的操作。这就是为什么您获得G 的好结果的原因。

如何解决问题？

您需要在Internet上找到合适的std::valarray实现，也可以自己编写。您可以将GNU实现作为示例。

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