C 冗余if else如何帮助优化？

我正在阅读

Python

的

numpy

库的源代码，并找到以下代码片段。它似乎对向量执行元素操作（

numpy.ndarray

）。例如，

numpy.multiply（[1,2,3]，[4,5,6]）

将得到结果

[4,10,18]

#define BASE_UNARY_LOOP(tin, tout, op) \
    UNARY_LOOP { \
        const tin in = *(tin *)ip1; \
        tout * out = (tout *)op1; \
        op; \
    }
#define UNARY_LOOP_FAST(tin, tout, op) \
    do { \
    /* condition allows compiler to optimize the generic macro */ \
    if (IS_UNARY_CONT(tin, tout)) { \
        if (args[0] == args[1]) { \
            BASE_UNARY_LOOP(tin, tout, op) \
        } \
        else { \
            BASE_UNARY_LOOP(tin, tout, op) \
        } \
    } \
    else { \
        BASE_UNARY_LOOP(tin, tout, op) \
    } \
    } \
    while (0)

我觉得很奇怪，尤其是

一元循环\u FAST

中的注释。

---

如果使用

if A then X else X

逻辑进行优化，这里会发生什么？

如果没有更多的上下文，您无法判断

numpy

代码片段可以实现什么样的优化，但它可能类似于此简化示例：

#define LOOP(op) for (int i = 0; i < n; i++) op

void f(int *a, int *b, int n, int c) {
  if (c == 1) {
    LOOP(a[i] += b[i] * c);
  }
  else {
    LOOP(a[i] += b[i] * c);
  }
}

#为（int i=0；i

现代的编译器可以。在上面的示例中，您可以简单地在第一个分支中编写

循环（a[i]+=b[i]）

，但是如果

if

语句是另一个以

op

为参数的宏的一部分，这是不可能的

基本思想是强制编译器为多个路径生成代码，其中一些路径具有可用于某些优化的先决条件。

此剪辑来自

此特定片段为单个参数

ufunc

定义循环宏，类似于

np.abs

此剪辑之前的评论是

/**具有连续专门化的循环*op应该是在

tin-in

上工作的代码，并且*将结果存储在

tout*out

*与NPY\u GCC\u OPT\u 3结合以允许自动矢量化*应该仅在值得避免代码膨胀的情况下使用*/

ufunc

设计允许类似于

np.sin（a，out=b）

的使用。显然，它告诉编译器考虑特殊的情况：<代码> tout 数组与<代码> TIN /代码>相同，如<代码> NP.Sin（A，OUT＝A）

类似地，快速二进制ufunc宏允许三个数组之间的标识，

np.add（a，b，out=c）

，这可以实现为

c=a+b

，

a+=b

，

b+=a

---

这些时间差异表明，在

args[0]==args[1]

In [195]: a=np.ones((100,100))
In [197]: %%timeit b=np.ones((100,100))
     ...: np.sin(a, out=b)
1000 loops, best of 3: 343 µs per loop

In [198]: %%timeit b=np.ones((100,100))
     ...: np.sin(b, out=b)
1000 loops, best of 3: 279 µs per loop

---

同样，如果事情只需要做一次，那么为什么

do{…}while（0）？@ SAMErkn DO {…}（0）是通用的并且有目的，参见。也许它告诉编译器考虑特殊的情况，其中<代码> tout 数组与<代码> TIN /代码>相同，例如<代码> NP.Sin（A，out = A）

。我认为分支本身要比乘法运算昂贵得多。但分支只执行一次。在分支后多次乘法。后一种情况下产生的时间差是否不需要

malloc

新的b空间？

b

在这两种情况下都是预定义的。无论如何，《纽约时报》只是暗示，而不是证明。