括弧でくくる: Sample 2: 応用1(C)

高速化プログラミング   
トップ  >  演算数と高速化  >  括弧でくくる  >  Sample 2: 応用1(C)

括弧でくくる: Sample 2: 応用1(C)

言語の変更:   FORTRAN版

■ 概要

このサンプルでは式(1)にしたがって配列x, y, zから配列uを計算します。式(1)では掛け算が3回、足し算が2回あります。式(1)をきれいに因数分解はできませんが、部分的に因数分解すれば掛け算が一つ減らすことができます。

u=xy+yz+zx           ... 式(1)

下の「回答例」ボタンをクリックすれば、式(2)に回答例が表示されます。興味がある方はクリックする前にぜひ考えてみてください。

          ... 式(2)

Code 1は式(1)によってコーディングしたものです。Code 2は式(2)によってコーディングしたものです。配列x, y, z, uのサイズnは10,000とします。計算時間が非常に短いので、より正確な計算時間を得るためにこの計算は100,000回まわします。

■ ソースコード


  ◆ Code 1   ◆ Code 2
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
  int i,j;
  int n = 10000, m = 100000;

  // Initialization
  double *x = new double[n];
  double *y = new double[n];
  double *z = new double[n];
  double *u = new double[n];
  for (i=0; i<n; i++) x[i] = rand();
  for (i=0; i<n; i++) y[i] = rand();
  for (i=0; i<n; i++) z[i] = rand();

  // Start time
  clock_t time0 = clock();

  // Main calculation
  for (j=0; j<m; j++)
    for (i=0; i<n; i++)
      u[i] = x[i] * y[i] + y[i] * z[i] + z[i] * x[i];

  // Finish time
  clock_t time1 = clock();

  // Output time
  double time = (double)(time1-time0)/CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Time = %15.7f sec\n", time);

  delete[] x;
  delete[] y;
  delete[] z;
  delete[] u;
  return 0;
}

    
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
  int i,j;
  int n = 10000, m = 100000;

  // Initialization
  double *x = new double[n];
  double *y = new double[n];
  double *z = new double[n];
  double *u = new double[n];
  for (i=0; i<n; i++) x[i] = rand();
  for (i=0; i<n; i++) y[i] = rand();
  for (i=0; i<n; i++) z[i] = rand();

  // Start time
  clock_t time0 = clock();

  // Main calculation
  for (j=0; j<m; j++)
    for (i=0; i<n; i++)
      u[i] = x[i] * (y[i] + z[i]) + y[i] * z[i];

  // Finish time
  clock_t time1 = clock();

  // Output time
  double time = (double)(time1-time0)/CLOCKS_PER_SEC;
  printf("Time = %15.7f sec\n", time);

  delete[] x;
  delete[] y;
  delete[] z;
  delete[] u;
  return 0;
}

    

■ 計算時間の測定結果

Code 1Code 2の計算時間の測定結果を表1に示します。ここではそれぞれのコードを5回実行して、平均とCode 1Code 2との計算時間の比率も表示します。

表1 計算時間の測定結果(単位: sec)
1回目 2回目 3回目 4回目 5回目 平均 倍率
Code 1 7.21 7.36 7.53 7.55 7.32 7.39 1.15
Code 2 6.36 6.38 6.63 6.36 6.36 6.41 -

■ 考察

Code 1Code 2に比べて掛け算が1回多いため、計算時間も1.15倍遅いという結果が得ました。



はじめに

演算数を減らす

メモリジャンプを減らす

高性能のアルゴリズム

その他



3 4 9 0 3 4