求解释，为何两种方式访问数组的运行效率完全相同

cfvmario 2011-07-19 04:07:02 


int x[100];

int dummy(int i)

{

    return i/2;

}



int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

	clock_t start, finish;

	int z;

	char c;



	srand(1);

    for(int i=0; i<10; i++)

        for(int j=0; j<10; j++)

            x[i*10+j]=rand();

// 第一种方式访问数组    

    srand(1);

	start = clock();

	for (int i=0; i<LOOPS; i++)

	{

		for(int j=0; j<10; j++)

            for(int k=0; k<10; k++)

                z=dummy(x[j*10+k]);

	}

	finish = clock();

	cout << (finish-start) << endl;

// 第二种方式访问数组   

    srand(1);

    start = clock();

    for (int i=0; i<LOOPS; i++)

	{

        int *p=x;

        for(int j=0; j<10; j++)

            for(int k=0; k<10; k++)

            {

                z=dummy(*p);

                p++;

            }

	}

	finish = clock();

	cout << (finish-start) << endl;

    

    return 0;

}

直觉第二种应该比第一种要快才对，不是说指针自增要比算乘法下标快么。为什么输出结果发现几乎总是一样的，效率上没有区别
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Ace丶双鱼 2011-07-19
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挨踢民工的乐章 2011-07-19
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呃。。。。少了个i++，
晨星 2011-07-19
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我把你的程序改了一下，把z不断累加，而且最后要把结果打印出来，而不是用都不用。在g++中启用-O2优化选项，是有区别的，前面的比后面的慢27%。
#include<stdlib.h>

#include <iostream>

using namespace std;



int x[1000000;

int dummy(int i)

{

    return i/2;

}



int main(int argc, char* argv[])

{

    clock_t start, finish;

    int z;

    char c;



	const int LOOPS = 1000;



    srand(1);

    for(int i=0; i<LOOPS; i++)

        for(int j=0; j<LOOPS; j++)

            x[i*LOOPS+j]=rand();





	z = 0;

    start = clock();

    for (int i=0; i<LOOPS; i++)

    {

        for(int j=0; j<LOOPS; j++)

            for(int k=0; k<LOOPS; k++)

                z += dummy(x[j*LOOPS+k]);

    }

    finish = clock();

	cout << "Z = " << z << endl;

    cout << (finish-start) << endl;



	z = 0;

    start = clock();

    for (int i=0; i<LOOPS; i++)

    {

        int *p=x;

        for(int j=0; j<LOOPS; j++)

            for(int k=0; k<LOOPS; k++)

            {

                z += dummy(*p);

                p++;

            }

    }

    finish = clock();

	cout << "Z = " << z << endl;

    cout << (finish-start) << endl;



    return 0;

}
挨踢民工的乐章 2011-07-19
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#include <stdio.h>

#define  N     10000



int data[N];



void fun1()

{

    int i;

    int temp;

    

    for (i = 0; i < N; i++)

    {

        temp = data[i] * 2;    

    }

}

void fun2()

{

    int *p = data;

    int i = 0;

    int temp;

    

    while(i < N)

    {

       temp = *p * 2;

       p++;

    }

}



void main()

{

    fun1();

    fun2();

}

对应的汇编：


	TITLE	bmp.c

	.386P

include listing.inc

if @Version gt 510

.model FLAT

else

_TEXT	SEGMENT PARA USE32 PUBLIC 'CODE'

_TEXT	ENDS

_DATA	SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'DATA'

_DATA	ENDS

CONST	SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'CONST'

CONST	ENDS

_BSS	SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'BSS'

_BSS	ENDS

_TLS	SEGMENT DWORD USE32 PUBLIC 'TLS'

_TLS	ENDS

FLAT	GROUP _DATA, CONST, _BSS

	ASSUME	CS: FLAT, DS: FLAT, SS: FLAT

endif

_DATA	SEGMENT

COMM	_data:DWORD:02710H

_DATA	ENDS

PUBLIC	_fun1

_TEXT	SEGMENT

_i$ = -8

_temp$ = -4

;----------------------------------------------fun1 start

_fun1	PROC NEAR

; File bmp.c

; Line 7

	push	ebp

	mov	ebp, esp

	sub	esp, 8

; Line 11

	mov	DWORD PTR _i$[ebp], 0

	jmp	SHORT $L339

$L340:

	mov	eax, DWORD PTR _i$[ebp]

	add	eax, 1

	mov	DWORD PTR _i$[ebp], eax

$L339:

	cmp	DWORD PTR _i$[ebp], 10000		; 00002710H

	jge	SHORT $L341

; Line 13

	mov	ecx, DWORD PTR _i$[ebp]

	mov	edx, DWORD PTR _data[ecx*4]

	shl	edx, 1

	mov	DWORD PTR _temp$[ebp], edx

; Line 14

	jmp	SHORT $L340

$L341:

; Line 15

	mov	esp, ebp

	pop	ebp

	ret	0

_fun1	ENDP

;----------------------------------------------fun1 end

_TEXT	ENDS

;----------------------------------------------fun2 start

PUBLIC	_fun2

_TEXT	SEGMENT

_p$ = -4

_i$ = -12

_temp$ = -8

_fun2	PROC NEAR

; Line 17

	push	ebp

	mov	ebp, esp

	sub	esp, 12					; 0000000cH

; Line 18

	mov	DWORD PTR _p$[ebp], OFFSET FLAT:_data

; Line 19

	mov	DWORD PTR _i$[ebp], 0

$L348:

; Line 22

	cmp	DWORD PTR _i$[ebp], 10000		; 00002710H

	jge	SHORT $L349

; Line 24

	mov	eax, DWORD PTR _p$[ebp]

	mov	ecx, DWORD PTR [eax]

	shl	ecx, 1

	mov	DWORD PTR _temp$[ebp], ecx

; Line 25

	mov	edx, DWORD PTR _p$[ebp]

	add	edx, 4

	mov	DWORD PTR _p$[ebp], edx

; Line 26

	jmp	SHORT $L348

$L349:

; Line 27

	mov	esp, ebp

	pop	ebp

	ret	0

_fun2	ENDP

;----------------------------------------------fun2 end

_TEXT	ENDS

PUBLIC	_main

_TEXT	SEGMENT

_main	PROC NEAR

; Line 30

	push	ebp

	mov	ebp, esp

; Line 31

	call	_fun1

; Line 32

	call	_fun2

; Line 33

	pop	ebp

	ret	0

_main	ENDP

_TEXT	ENDS

END


china_ssl 2011-07-19
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[Quote=引用 11 楼 fengzhw 的回复:]

引用楼主 cfvmario 的回复:
C/C++ code

int x[100];
int dummy(int i)
{
return i/2;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
clock_t start, finish;
int z;
char c;

srand(1);
for(int i=0; i<10;……
[/Quote]
而方法二会涉及函数调用开销，降低效率；
请问，是什么函数调用开销呢，我看除了一个是用指针表示地址，一个用乘法算出数组下标没有其它不同了啊。
china_ssl 2011-07-19
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噢，谢谢楼主解释了。
fengzhw 2011-07-19
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[Quote=引用楼主 cfvmario 的回复:]
C/C++ code

int x[100];
int dummy(int i)
{
return i/2;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
clock_t start, finish;
int z;
char c;

srand(1);
for(int i=0; i<10; i++)
……
[/Quote]

以现在CPU的速度，简单代码要反复调用上千次甚至更多才能看出速度差异；

另外，编译器的优化技术可能会改写循环，影响你对代码效率的分析，最终要以汇编结果为准。
（更复杂的CACHE命中/回写等问题就不展开了，但是追求效率极致的时候，这个必须考虑）

你的代码，我大致看了一下，方法一可能涉及编译器的优化，提升效率；
而方法二会涉及函数调用开销，降低效率；

所以两个算法很难说哪个会更快。

看汇编代码
cfvmario 2011-07-19
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[Quote=引用 8 楼 china_ssl 的回复:]

引用楼主 cfvmario 的回复:
C/C++ code

int x[100];
int dummy(int i)
{
return i/2;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
clock_t start, finish;
int z;
char c;

srand(1);
for(int i=0; i<10;……
[/Quote]
我们的原始代码就是以2维的方式，那里的2维是有物理意义的不能降为1维。所以也只能用2维的模拟程序测
china_ssl 2011-07-19
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上面写错了是：


for(int j=0; j<100; j++){

                z=dummy(*p);

                p++;

 }

难道是两个循环会效率高点求解释。
china_ssl 2011-07-19
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[Quote=引用楼主 cfvmario 的回复:]
C/C++ code

int x[100];
int dummy(int i)
{
return i/2;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
clock_t start, finish;
int z;
char c;

srand(1);
for(int i=0; i<10; i++)
……
[/Quote]

我不明白楼主怎么不


for(int j=0; j<99; j++){

                z=dummy(*p);

                p++;

 }
至善者善之敌 2011-07-19
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[Quote=引用 6 楼 luciferisnotsatan 的回复:]
反汇编，看看编译出的代码有没有差异
[/Quote]

+++1release下看看汇编就知道了
luciferisnotsatan 2011-07-19
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反汇编，看看编译出的代码有没有差异
赵4老师 2011-07-19
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VC调试时按Alt+8,TC或BC用TD调试,打开汇编窗口看每句C对应的汇编并单步执行一遍不就啥都明白了吗。
（Linux或Unix下应该也可以在用GDB调试时,看每句C对应的汇编并单步执行。）
晨星 2011-07-19
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另外，打开编译器优化选项后，发现还是没啥区别。
我觉得那个变量“z”根本没有被使用过，对它的计算完全可能被编译器整个给优化掉。
晨星 2011-07-19
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偶在Linux上试你的程序，把数据量改成100万，还是有差别的，但不大。
cfvmario 2011-07-19
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[Quote=引用 1 楼 abao623660072 的回复:]
这样看效率,基本上没区别,要程序很大才会有.
[/Quote]
LOOPS已经定义成大常数让他反复运行了，还是没区别
看到我们很多代码都是第一种方式写的，脑子里首先想到的就是用第二种方式优化，但是一写这么个小程序测试发现没区别就不知道为什么了
金刚葫芦娃 2011-07-19
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这样看效率,基本上没区别,要程序很大才会有.
《C语言基础》 之 第8章 数组
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