Simple Faster

Case文の高速化
ソースのみspeed2.lzh(8.39kbyte)
  • 仮想コンピュータ、マクロ、中間コードインタプリタなどの高速化

    • 　case文とif else、procedure配列のうちどれが一番速いか気になったので
    テストをしてみました。
    　
  • プログラムの説明
    • 　　“計算”と書かれたボタンを押すと、
    @：ランダムに中間コードが生成されます。
    A：その中間コードに基づいて、Case文の場合procedure配列の場合
    　それぞれについて計算が行われ、それぞれの計算にかかった時間が表示されます。
    B：@〜Aが４回ずつ行われ、計算の結果と高速化率が表示されます。
    （高速化率＝（Case文の場合−procedure配列の場合）／Case文の場合）
    　
    　中間コードはCase文の場合procedure配列の場合で同じものが生成されるため
    実行結果はそれぞれの回数では同じ値になります。
    　
  • Case文の部分
    • 宣言：

    var
     ari:array[1..500000] of integer;{命令を格納するところ}
    xx:integer;{計算値}
    i:integer;{制御変数}
    　
    　
    初期化の部分：
    for i:=1 to 500000 do
     　 begin
     　 ari[i]:= random(8);
    　 end;
     実行部分：
    xx:=0;
    for i:=1 to 500000 do
    　 begin
    　 case     ari[i] of
    　　     0:
    　　 begin
    　　     xx:=xx+1;
    　　 end;
     　　 1:
    　　 begin
     　　 xx:=xx-1;
    　　 end;
     　　 2:
    　　 begin
     　　 xx:=xx div 2;
    　　 end;
     　　 3:
    　　 begin
     　　 xx:=xx * 2;
    　　 end;
     　　 4:
    　　 begin
     　　 xx:=xx+1;
    　　 end;
     　　 5:
    　　 begin
     　　 xx:=xx-1;
    　　 end;
     　　 6:
    　　 begin
     　　 xx:=xx div 2;
    　　 end;
     　　 7:
    　　 begin
     　　 xx:=xx * 2;
    　　 end;
    　 end;
    　
  • procedure配列の部分
    • 　
     宣言：
    type
    procedure aa;
    procedure cc;
    procedure bb;
    procedure ee;
    procedure ff;
    procedure gg;
    procedure hh;
    procedure ii;
    var
     arp:array[1..500000] of procedure;{命令を格納するところ}
    i:integer;{制御変数}
    xx:integer;{計算値}
    　
    procedure aa;
    begin
     xx:=xx+1;
    end;
    　
    procedure cc;
    begin
     xx:=xx-1;
    end;
    　
    procedure bb;
    begin
     xx:=xx div 2;
    end;
    　
    procedure ee;
    begin
     xx:=xx * 2;
    end;
    　
    procedure ff;
    begin
     xx:=xx+1;
    end;
    　
    procedure gg;
    begin
     xx:=xx-1;
    end;
    　
    procedure hh;
    begin
     xx:=xx div 2;
    end;
    　
    procedure ii;
    begin
     xx:=xx * 2;
    end;
    　
    　
    初期化の部分：
    for i:=1 to 500000 do
    　 begin
     　　 case random(8) of
     　　 0:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=aa;
    　　 end;
     　　 1:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=cc;
    　　 end;
     　　 2:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=bb;
    　　 end;
     　　 3:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=ee;
    　　 end;
     　　 4:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=ff;
    　　 end;
     　　 5:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=gg;
    　　 end;
     　　 6:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=hh;
    　　 end;
     　　 7:
    　　 begin
     　　 arp[i]:=ii;
    　　 end;
    　 end;
     実行部分：
    for i:=1 to 500000 do
     　 begin
     　 arp[i];
    　 end;
     　
  • if else文の部分
    • 宣言：

    var
     ari:array[1..500000] of integer;{命令を格納するところ}
    xx:integer;{計算値}
    i:integer;{制御変数}
    　
    　
    初期化の部分：
    for i:=1 to 500000 do
     　　 begin
     　　 ari[i]:= random(8);
    　　 end;
     実行部分：
    xx:=0;
    for i:=1 to 500000 do
    　 begin
    　 if     ari[i]=0 then
    　　 begin
    　　     xx:=xx+1;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=1 then
    　　 begin
    　　     xx:=xx-1;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=2 then
    　　 begin
    　　     xx:=xx div 2;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=3 then
    　　 begin
    　　     xx:=xx * 2;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=4 then
    　　 begin
    　　     xx:=xx+1;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=5 then
    begin
    xx:=xx-1;
    end
    　 else if     ari[i]=6 then
    　　 begin
     　　 xx:=xx div 2;
    　　 end
    　 else if     ari[i]=7 then
    　　 begin
     　　 xx:=xx * 2;
    　　 end;
     　 end;
    　
    　これらは、それぞれ分岐数が８の場合ですがプログラムでは
    ４、１６、３２、６４の場合についても出来ます。
    　Case文は、分岐数が少ないうち（８、１６）はif else文よりも
    遅いという結果が出ましたが、case文は分岐数が増えるにつれて
    速度が上がっていき３２、６４ではif elseよりも速いという結果が出ました。
    ４は少しだけ遅かったです。
    Procedure配列は分岐数に影響を受けず常に同じ速度で、一番速かったです。
    　Case文はアセンブラコードを見ると、まず範囲の最大値を超えているかどうか
    判定してから、アドレスの配列からアドレスをえて、ジャンプするということ
    になっていました。If elseはそのまんま、procedure配列はただcallするだけ
    でした。


    実験結果
    　分岐数４
    　case文 672.5 (ms)
    　procedure配列 597.5
    　if else文 　 652.75

    　分岐数８
    　case文 1927.25(ms)
    　procedure配列 599.75
    　if else文 　 770.25

    　分岐数１６
    　case文 1507
    　procedure配列 600
    　if else文 　 1007.5

    　分岐数３２
    　case文 857.5
    　procedure配列 598
    　if else文 　 1464.25

    　分岐数６４
    　case文 787.75
    　procedure配列 597
    　if else文 　 2377.5

    ・環境
    　PC-9821Xa16
    　　CPU Pentium166Mhz
    　　secondcache 245kbyte
    　　mainmemory 32Mbyte


    　遅くなる原因は、よくはわかりませんが、分岐予測を失敗してそのために
    遅くなっているのではと、推測しています。

  • 著作権について
    • このソースをプログラムに組み込んで使用したり、
    改変したりすることは営利目的、個人目的にかかわらず自由です。
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