優化劃分/指數計算

Question

我已經繼承了Visual Studio/VB.Net數值模擬項目，其計算可能效率低下。分析表明該函數被稱爲很多（100萬次以上），並且在該函數中花費了總體計算的大約50％。下面是有問題的部分

結果=（A *（E^C））/（d^C * B）（其中，AC是局部雙變量和d &Ë全局雙變量）

結果然後相比可能有更多的改進以及閾值，但我會離開他們的一天

任何想法或幫助將不勝感激

史蒂夫

Answer 1

一個簡單的加速是

Result = (A/B) * (E/D)^C 

至少你正在做一個較少的指數。 根據C是什麼，可能會有更快的方法。就像C是一個小整數一樣。

編輯： 增加證據證明這是更快

public static void main(String[] args) { 
    StopWatch sw = new StopWatch(); 

    float e = 1.123F; 
    float d = 4.456F; 
    float c = 453; 
    sw.start(); 
    int max = 5000; 
    double result = 0; 
    for (int a = 1; a < max; a++) { 
     for (float b = 1; b < max; b++) { 
      result = (a * (Math.pow(e, c)))/(Math.pow(d, c) * b); 
     } 
    } 
    sw.split(); 
    System.out.println("slow: " + sw.getSplitTime() + " result: " + result); 
    sw.stop(); 
    sw.reset(); 

    sw.start(); 
    result = 0; 
    for (int a = 1; a < max; a++) { 
     for (float b = 1; b < max; b++) { 
      result = a/b * Math.pow(e/d, c); 
     } 
    } 

    sw.split(); 
    System.out.println("fast: " + sw.getSplitTime() + " result: " + result); 
    sw.stop(); 
    sw.reset(); 
} 

這是輸出

slow: 26062 result: 7.077390271736578E-272 
fast: 12661 result: 7.077392136525382E-272 

有一個在數字有些歪斜。我會認爲更快的版本更準確（但這只是一種感覺，因爲我不知道爲什麼）。

Answer 2

指數運算符（Math.Pow）不是很快，沒有專門的CPU指令來計算它。你提到D和E是全局變量。如果你能夠隔離它們的變化，那麼它可以讓你更快地獲得希望。重寫使用對數方程：

log(r) = log((a x e^c)/(b x d^c)) 
     = log(a x e^c) - log (b x d^c) 
     = log(a) + log(e^c) - log(b) - log(d^c) 
     = log(a) + c*log(e) - log(b) - c*log(d) 
     = log(a) - log(b) + c x (log(e) - log(d)) 
result = exp(r) 

提供有這一功能來計算結果：

Function calculate(ByVal a As Double, ByVal b As Double, ByVal c As Double, ByVal d As Double, ByVal e As Double) As Double 
    Dim logRes = Math.Log(a) - Math.Log(b) + c * (Math.Log(e) - Math.Log(d)) 
    Return Math.Exp(logRes) 
    End Function 

我用秒錶計時類，它是完全一樣快，你的原始表達式。當然不是巧合。您可以通過某種方式預先計算Math.Log（e） - Math.Log（d）項。

Answer 3

做好分析。我也會在每次通話時檢查A-C是不同的。換句話說，有可能調用者實際上一遍又一遍地計算相同的值嗎？如果是這樣，請更改它以緩存答案。

Answer 4

對於Math.Floor（）函數，請訪問： http://bitsbyta.blogspot.com/2010/12/math-floor-function-vbnet.html

在vb.net數學庫的所有功能，請訪問： http://www.bitsbyta.blogspot.com/