c++ - 通过循环展开加速 do-while 循环

Question

我正在尝试加速可能被调用多次(可能超过一百万次)的函数中的代码。该代码与将两个变量设置为随机数并找到平方距离有关。我对此的第一个想法是展开循环，但由于指示它的 while 条件，我对应该如何执行它感到有点困惑。

为了加快我的程序速度，我用自定义函数替换了 c++ 内置的 rand() 函数，但我对如何使我的程序更快感到困惑。

do {
    x = customRand();
    y = customRand();
    distance = x * x + y * y; // euclidean square distance
} while (distance >= 1.0);

Answer 1

你不应该期望通过循环展开来使你的程序更快，因为如果为随机数生成器输出选择了正确的范围 ([-1, 1])，你的循环体将被执行在超过 3/4 的情况下只有一次。

您可能希望帮助编译器将您的 while 条件标记为“不太可能”。例如，在 GCC 中它将是:

#define unlikely(x) __builtin_expect((x),0)

do {
    x = customRand();
    y = customRand();
    distance = x * x + y * y; // euclidean square distance
} while (unlikely(distance >= 1.0));

尽管如此，即使这样也不太可能以可衡量的方式加速您的代码。

如果您关注的是保证时间而不是速度，那么对于圆内的均匀随机分布，customRand() 均匀分布在 [-1, 1] 中

r = std::sqrt(std::abs(customRand()));
t = M_PI * customRand();
x = r * std::cos(t);
y = r * std::sin(t);

会成功的。