c++ - 使用和不使用 opt.flag -O3 (C++/C) 的浮点除法速度不同的原因

Question

我试图测量 C++ 中单精度除法与 double 除法的速度差异

这是我编写的简单代码。

#include <iostream>
#include <time.h>

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

  float     f_x = 45672.0;
  float     f_y = 67783.0;
  double    d_x = 45672.0;
  double    d_y = 67783.0;

  float     f_answer;
  double    d_answer;

  clock_t   start,stop;
  int       N = 200000000 //2*10^8


 start = clock();
 for (int i = 0; i < N; ++i)
  {
    f_answer = f_x/f_y;
  }
 stop = clock();
 std::cout<<"Single Precision:"<< (stop-start)/(double)CLOCKS_PER_SEC<<"    "<<f_answer <<std::endl;


start = clock();
for (int i = 0; i < N; ++i)
  {
    d_answer = d_x/d_y;
  }
stop = clock();
std::cout<<"Double precision:" <<(stop-start)/(double)CLOCKS_PER_SEC<<"   "<< d_answer<<std::endl;

return 0;
}

当我将未经优化的代码编译为 g++ test.cpp 时，我得到了以下输出

Desktop: ./a.out
Single precision:8.06    0.673797
Double precision:12.68   0.673797

但是如果我用 g++ -O3 test.cpp 编译它然后我得到

Desktop: ./a.out
Single precision:0    0.673797
Double precision:0   0.673797

我是如何获得如此显着的性能提升的？由于 clock() 函数的低分辨率，第二种情况中显示的时间为 0。编译器是否以某种方式检测到每个 for 循环迭代都独立于之前的迭代？

Answer 1

可能是因为编译器将循环优化为单次迭代。它甚至可能在编译时完成除法。

检查可执行文件的汇编程序以确保(使用例如 objdump)。