Почему std::sin() и std:: cos() медленнее, чем sin() и cos()?

тестовый код:

#include <cmath>
#include <cstdio>

const int N = 4096;
const float PI = 3.1415926535897932384626;

float cosine[N][N];
float sine[N][N];

int main() {
    printf("an");
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < N; j++) {
            cosine[i][j] = cos(i*j*2*PI/N);
            sine[i][j] = sin(-i*j*2*PI/N);
        }
    }
    printf("bn");
}

вот этот момент:

$ g++ main.cc -o main
$ time ./main
a
b

real    0m1.406s
user    0m1.370s
sys     0m0.030s

после добавления using namespace std; время:

$ g++ main.cc -o main
$ time ./main
a
b

real    0m8.743s
user    0m8.680s
sys     0m0.030s

компилятор:

$ g++ --version
g++ (Ubuntu/Linaro 4.5.2-8ubuntu4) 4.5.2

сборка:

Dump of assembler code for function sin@plt:                                    
0x0000000000400500 <+0>:     jmpq   *0x200b12(%rip)        # 0x601018 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+48>
0x0000000000400506 <+6>:     pushq  x3                                     
0x000000000040050b <+11>:    jmpq   0x4004c0                                 
End of assembler dump.

Dump of assembler code for function std::sin(float):                            
0x0000000000400702 <+0>:     push   %rbp                                     
0x0000000000400703 <+1>:     mov    %rsp,%rbp                                
0x0000000000400706 <+4>:     sub    x10,%rsp                               
0x000000000040070a <+8>:     movss  %xmm0,-0x4(%rbp)                         
0x000000000040070f <+13>:    movss  -0x4(%rbp),%xmm0                         
0x0000000000400714 <+18>:    callq  0x400500 <sinf@plt>                      
0x0000000000400719 <+23>:    leaveq                                          
0x000000000040071a <+24>:    retq                                            
End of assembler dump.

Dump of assembler code for function sinf@plt:                                   
0x0000000000400500 <+0>:     jmpq   *0x200b12(%rip)        # 0x601018 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+48>
0x0000000000400506 <+6>:     pushq  x3                                     
0x000000000040050b <+11>:    jmpq   0x4004c0                                 
End of assembler dump.
19
c++ cmath cos performance sin

4 ответов

вы используете другую перегрузку:

попробовать 

        double angle = i*j*2*PI/N;
        cosine[i][j] = cos(angle);
        sine[i][j] = sin(angle);

он должен выполнять то же самое с или без using namespace std;

21

Я Угадай разница в том, что есть перегрузки для std::sin() для float и для double, в то время как sin() принимает только double. Внутри std::sin() для поплавков может быть преобразование в double, затем вызов std:: sin() для двойников, а затем преобразование результата обратно в float, что делает его медленнее.

5

используйте флаг-S в командной строке компилятора и проверьте разницу между выводом ассемблера. Может быть!--0--> дает много неиспользуемого материала в исполняемом файле.

2

я сделал некоторые измерения, используя clang с -O3 оптимизация, работает на Intel Core i7. Я обнаружил, что:

  • std::sin on float имеет такую же стоимость как sinf
  • std::sin on double имеет такую же стоимость как sin
  • грех функционирует на double 2,5 x медленнее, чем на float (опять же, работает на Intel Core i7).

вот полный код для его воспроизведения:

#include <chrono>
#include <cmath>
#include <iostream>

template<typename Clock>
struct Timer
{
    using rep = typename Clock::rep;
    using time_point = typename Clock::time_point;
    using resolution = typename Clock::duration;

    Timer(rep& duration) :
    duration(&duration) {
        startTime = Clock::now();
    }
    ~Timer() {
        using namespace std::chrono;
        *duration = duration_cast<resolution>(Clock::now() - startTime).count();
    }
private:

    time_point startTime;
    rep* duration;
};

template<typename T, typename F>
void testSin(F sin_func) {
  using namespace std;
  using namespace std::chrono;
  high_resolution_clock::rep duration = 0;
  T sum {};
  {
    Timer<high_resolution_clock> t(duration);
    for(int i=0; i<100000000; ++i) {
      sum += sin_func(static_cast<T>(i));
    }
  }
  cout << duration << endl;
  cout << "  " << sum << endl;
}

int main() {
  testSin<float> ([] (float  v) { return std::sin(v); });
  testSin<float> ([] (float  v) { return sinf(v); });
  testSin<double>([] (double v) { return std::sin(v); });
  testSin<double>([] (double v) { return sin(v); });
  return 0;
}

мне было бы интересно, если люди могут сообщать в комментариях к результатам о своих архитектурах, особенно в отношении float и double времени.

0