c++ - 为什么我程序中这个简单的部分让我震惊了两个多小时？

Question

我在下面粘贴了我的程序的一部分，为什么执行需要花费大量时间？

for(i=0;i<N;i++)
     {
     for(j=0;j<N;j++)
        {
         if(j<i) {
           pot[i]+=-(x[i]-x[j])*1./pow((pow(x[i]-x[j],2.)+ blah blah,1.5);
          }
         if(j>i) {
           pot[i]+=(x[i]-x[j])*1./pow((pow(x[i]-x[j],2.)+blah blah,1.5);
          }
        }
     }

它已经运行了将近两个小时，如果我将任何一个 1.5 设置为 1.4 那么一切都会好起来的。

下面的那个工作得非常好

for(i=0;i<N;i++)
{
 pot[i]=0.0;
 for(j=0;j<N;j++)
    {
     if(j<i) 
      {
       pot[i]+=-1.*(x[i]-x[j])/pow(pow(x[i]-x[j],3.)+blah blah,1.);
      }
     if(j>i) 
      {
       pot[i]+=1.*(x[i]-x[j])/pow(pow(x[i]-x[j],1.)+blah blah,3.);
      }
    }
 }

/* 我的程序中非常需要前一个而不是后一个*/

上面是这个 block 的一部分

for(i=0;i<N;i++)
    {
    for(j=0;j<N;j++)
        {
            if(j<i)
                {
                pot[i]+=-(x[i]-x[j])*1./pow(fabs(pow(x[i]-x[j],2.)+ g*g*pow(x[i+N]-x[j+N],2.)+ h*h*pow(x[i+2*N]-x[j+2*N],2.)),1.5) ;
                }
            if(j>i)
                {
                pot[i]+=(x[i]-x[j])*1./pow(fabs(pow(x[i]-x[j],2.) + g*g*pow(x[i+N]-x[j+N],2.) + h*h*pow(x[i+2*N]-x[j+2*N],2.)),1.5) ;
                }
        }
    }

Answer 1

好吧，如果 N 是 1000，它将执行 pow 两百万次。 pow，在本例中，执行 log，然后是乘法，然后是 exp。这是繁重的代码。

我只是想指出，如果你想知道，编译器优化对这段代码没有帮助，因为程序计数器几乎所有时间都花在 log 和 上exp.

此外，正如@amon 指出的那样，您可以去掉一次 pow 调用，从而获得两倍的加速。