無駄な計算を無くす: Sample 4: 乗数の乗数(C)

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無駄な計算を無くす: Sample 4: 乗数の乗数(C)

言語の変更:   FORTRAN版

■ 概要

式(1)には乗数の乗数があります。公式を知らないと仕方がありませんが、知っていればもっと簡単に書き換えられます。ただし括弧の中の式が複雑なら、そのまま計算したほうがいい場合もありますので、 ご注意ください。

y=(2x^3)^2           ... 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とy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5000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>
#include <math.h>
int main()
{
  int i,j;
  int n = 10000, m = 5000;

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

  // Start time
  clock_t time0 = clock();

  // Main calculation
  for (j=0; j<m; j++)
    for (i=0; i<n; i++)
      y[i] = pow(2.0 * pow(x[i], 3.0),2);

  // 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;
  return 0;
}

    
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
int main()
{
  int i,j;
  int n = 10000, m = 5000;

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

  // Start time
  clock_t time0 = clock();

  // Main calculation
  for (j=0; j<m; j++)
    for (i=0; i<n; i++)
      y[i] = 4.0 * pow(x[i], 6.0);

  // 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;
  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 5.30 5.49 5.49 5.37 5.32 5.39 1.93
Code 2 2.81 2.81 2.81 2.78 2.78 2.80 -

■ 考察

Code 1Code 2に比べて1.93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 2 0