c++ - 同时将所有结构元素与标量相乘

我有一个代表向量的结构。该向量由两个1字节整数组成。我使用它们将值保持在0到255之间。

typedef uint8_T unsigned char;

struct Vector
{
  uint8_T x;
  uint8_T y;
};

现在，我程序中的主要用例是将向量的两个元素与32位浮点值相乘：

typedef real32_T float;

Vector Vector::operator * ( const real32_T f ) const {
  return Vector( (uint8_T)(x * f), (uint8_T)(y * f) );
};

这需要经常执行。有没有办法可以同时执行这两个乘法？也许通过矢量化，上交所或类似的方式？还是Visual Studio编译器已经同时执行此操作？

另一个用例是在两个向量之间进行插值。

Vector Vector::interpolate(const Vector& rhs, real32_T z) const
{
  return Vector(
        (uint8_T)(x + z * (rhs.x - x)),
        (uint8_T)(y + z * (rhs.y - y))
        );
}

这已经使用了优化的插值方法（https://stackoverflow.com/a/4353537/871495）。

但是向量的值再次乘以相同的标量值。
有可能改善这些操作的性能吗？

谢谢

（我正在将Visual Studio 2010与64位编译器一起使用）

最佳答案

以我的经验，Visual Studio（尤其是像VS2010这样的较旧版本）并不能单独进行很多矢量化处理。他们在较新的版本中对其进行了改进，因此，如果可以，您可能会发现更改编译器是否可以加快代码的速度。

根据使用这些功能的代码以及编译器所做的优化，可能甚至不会使计算速度变慢。函数调用和缓存未命中可能会造成更大的伤害。

您可以尝试以下方法：


如果尚未完成，请在头文件中定义函数，以便编译器可以内联它们
如果您在紧密的循环中使用这些函数，请尝试在不进行任何函数调用的情况下“手动”执行计算（暂时公开变量），看看是否会造成速度差异）
如果您有很多向量，请查看它们在内存中的布局方式。连续存储它们以最大程度地减少缓存未命中。
为了使SSE真正运作良好，您必须一次处理4个值-因此将2个向量与2个浮点数相乘。在一个循环中，使用2的步长并编写一个静态函数，该函数使用SSE指令一次计算2个向量。由于向量不对齐（几乎不会使用8位变量），因此代码甚至可能比现在运行的速度慢，但是值得一试。
如果适用，并且您不依赖于从float到uint8_t的转换时发生的钳位（例如，如果浮点数在[0,1]范围内），请尝试在所有地方使用float。这可以使编译器做得更好。

关于c++ - 同时将所有结构元素与标量相乘，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/28543755/