c - 计算距离平方的最快方法

Question

我的代码在很大程度上依赖于计算 3D 空间中两点之间的距离。为了避免昂贵的平方根，我始终使用平方距离。但它仍然占用了大部分计算时间，我想用更快的东西替换我的简单函数。我现在有:

double distance_squared(double *a, double *b)
{
  double dx = a[0] - b[0];
  double dy = a[1] - b[1];
  double dz = a[2] - b[2];

  return dx*dx + dy*dy + dz*dz;
}

我也尝试过使用宏来避免函数调用，但效果不大。

#define DISTANCE_SQUARED(a, b) ((a)[0]-(b)[0])*((a)[0]-(b)[0]) + ((a)[1]-(b)[1])*((a)[1]-(b)[1]) + ((a)[2]-(b)[2])*((a)[2]-(b)[2])

我考虑过使用 SIMD 指令，但找不到很好的示例或完整的指令列表(最好是在两个 vector 上进行乘法+加法)。

GPU 不是一个选项，因为每次函数调用时只有一组点是已知的。

计算距离平方的最快方法是什么？

Answer 1

一个好的编译器会尽可能优化它。一个好的编译器会使用 SIMD 指令，如果它认为它们是有益的。确保为编译器启用所有此类可能的优化。不幸的是，3 维 vector 不太适合 SIMD 单元。

我怀疑您将不得不接受编译器生成的代码可能非常接近最佳，并且无法取得显着的 yield 。