优化 C 代码 [关闭]

Posted 2023-02-22

【中文标题】优化 C 代码 [关闭]

【英文标题】：Optimizing C code [closed]

【发布时间】：2013-01-14 15:47:37

【问题描述】：

假设我们有一个数字数组，例如 1,2,3，我们希望在尽可能少的圈数内使数字相等；其中“转弯”的定义如下：

您需要将其中一个元素的值按原样固定，然后每隔一个数字加 1。

考虑到例如。已经提到 - A=1,2,3 ，目标是使它们均衡。我已经做的是制定逻辑，即使用最小圈数的方法是在每圈中选择最大圈数。

迭代 1：保持 A[2]=3。迭代结束时的数组 => 2,3,3

迭代 2：保持 A[2]=3。迭代结束时的数组 => 3,4,3

迭代 3：保持 A[1]=4。迭代结束时的数组 => 4,4,4

所以，转数 = 3

我写的代码如下：

#include<iostream>
#include<stdio.h>

int findMax(int *a,int n)

    int i,max;
    max=1;
    for(i=2;i<=n;i++)
    
        if(a[i]>a[max])
        
            max=i;
             

    
    return max;


int equality(int *a,int n)

    int i;
    for(i=1;i<n;i++)
    
        if(a[i]!=a[i+1]) return 0;
    
    return 1;


int main()

    int a[100],i,count,t,posn_max,n,ip=0;
    scanf("%d",&t);
    while(ip<t)
    
        count=0;
        scanf("%d",&n);

        for(i=1;i<=n;i++)
        
            scanf("%d",&a[i]);
        
        while(equality(a,n)==0)
        
            posn_max=findMax(a,n);

            for(i=1;i<=n;i++)
            
                if(i!=posn_max)
                
                    a[i]=a[i]+1;
                
            
            count++;

        
        printf("%d\n",count);
        ip++;
    
    return 0;

这给了我我需要的正确答案。但我想进一步优化它。

我的时间限制是 1.0 秒。但是法官网站告诉我我的代码需要 1.01 秒。谁能帮帮我？

据我所知，与 cout/cin 相比，我使用了 scanf/printf 语句，以优化输入/输出部分。但是我还应该做得更好吗？

【问题讨论】：

printf 不是很快...我怀疑它比cout 快。

同样存在缓冲区溢出。在循环的最后运行 i = n-1，所以 a[i + 1] 是 a[n]，它是 n 长度数组 a 的第 n+1 个元素。

您似乎认为数组从索引 1 开始。它们实际上从 0 开始。

你可能会使用这样一个事实，即初始最大元素将始终是最大值，除非它在上次迭代中没有增加

我想我会先对数组进行排序（可能按降序排列）。然后，您只需遍历阵列即可完成其余的工作。现在你的算法是 O(N^2)。排序将是 O(N log N)。

【参考方案1】：

在您的算法中，您将期望中的所有数字都增加为最大值。

如果你反过来做，减少最大值并保留其余数字，结果应该是相同的（但内存/数组操作要少得多）！

为了让它更快，你可以完全摆脱内存操作（正如Ivaylo Strandjev 所建议的那样）：找到最小数字，通过上面的想法（减少数字而不是增加）你知道减少了多少您需要将所有数字减少到这个最小数字。因此，在找到最小值后，您需要一个循环来计算圈数。

以1,2,3为例

最小值为 1 圈数：(1-1)+(2-1)+(3-1) = 0 + 1 + 2 = 3

如果你真的很聪明，可以在输入数字时直接计算圈数并跟踪当前的最小圈数……试试吧！ ;)

【讨论】：

仍然有效：(0-0)+(2-0)+(3-0)=5 转。原始算法：1,3,3,2,4,3, 3,4,4, 4,5,4, 5,5,5=5 转

【参考方案2】：

您只关心计数，而不关心您需要执行的实际操作。因此，与其逐个执行动作，不如尝试找到一种方法来计算不执行动作的次数。你写的代码再优化也不会超过时限。您所做的最大元素观察将在此过程中为您提供帮助。

【参考方案3】：

除了其他 cmets，如果我做对了并且您的代码有点太慢，这里有两个优化应该可以帮助您。

首先，您可以将equality() 和findMax() 结合起来，只扫描一次数组，而不是当前最坏的情况（两次）。

其次，您可以将“增加”循环分成两部分（低于和高于最大位置）。这将消除检查循环中位置的工作。

【参考方案4】：

1) 尝试展开循环 2）你可以使用SIMD指令吗？这真的会加快这段代码的速度

【参考方案5】：

我会在一个单独的线程中printf，因为它是一个 I/O 操作并且比您的计算慢得多。

它也不需要复杂的管理，例如生产者-消费者队列，因为你只传递从 0 到最后一个的有序数字count。

伪代码如下：

    volatile int m_count = 0;
    volatile bool isExit = false;

    void ParallelPrint()
    
        int currCount = 0;

        while (!isExit)
        
            while (currCount < m_count)
            
                currCount++;
                printf("%d\n", currCount);
            

            Sleep(0); // just content switch
        
    

在scanf("%d",&t);之前打开线程（我估计这个初始化时间不算），在你的Main()返回之前关闭isExit = true;之前的线程。