在 c++ 中将值转换为范围内的值，使用 boost 或 std 进行优化

Posted 2023-05-08

【中文标题】在 c++ 中将值转换为范围内的值，使用 boost 或 std 进行优化

【英文标题】：Convert values to values inside a range in c++ , optimized using boost or std

【发布时间】：2014-07-16 01:19:28

【问题描述】：

我想验证一个数组的所有元素。如果一个元素低于一个值，则交换一个最小值，如果它高于一个值，则交换一个最大值。

但我不知道如何优化它。为此，我逐个元素地遍历所有元素，但它没有优化，并且它在非常大的数组中花费了大量的 CPU 时间。

这是我的代码示例：

#include <iostream> 
#include <math.h>
const int MAX = 10;
int main ()

    float minVal = 2.0;
    float maxVal = 11.0;

    float vElem[] = -111111.0/0.0, 10.0, 90.0, 8.0, -7.0,
                    -0.6, 5.0, 4.0, 33.0, 222222222.0/0;

    for(int i=0; i<MAX; i++)
            if(isinf(vElem[i])==-1 || vElem[i]<minVal) vElem[i] = minVal;
            if(isinf(vElem[i])==1 || vElem[i]>maxVal || isnan(vElem[i])) vElem[i] = maxVal;

            std::cout << vElem[i]<< std::endl;
    

【问题讨论】：

我没有看到任何其他选项...您必须检查每个元素并根据您的逻辑决定要做什么。即使有一个花哨的 C++ 结构，它也会下划线做同样的事情（遍历所有元素并对其执行检查操作）

如果您有多个内核，您可以使用 OpenMP 或其他方式使用自动并行化。包括标题并将#pragma omp parallel for放在循环上方

您可以访问哪个版本的 C++？ （即，C++11 好吗？）

您的用例真的需要 I/O 吗？因为 I/O 开销胜过您在循环中所做的所有事情。

Most efficient/elegant way to clip a number?的可能重复

【参考方案1】：

我认为在这里使用复杂的构造不会给你带来太多好处。也许让你的代码更干净一点？

std::for_each(std::begin(vElem), std::end(vElem), [](float &val) 
    val = clamp(val, minVal, maxVal);
);

this 是典型的钳位函数返回的内容

【讨论】：

您说“精巧的构造不会 [不会] 给您买太多”，但您的代码比 OP 的代码大大干净（尽管 std::transform 比 @987654324 更合适@)。

@KonradRudolph 是的，我指的是使用过滤提升范围等。没有使用transform 来避免指定result 迭代器；我同意它会清楚地传达意图

result 迭代器只是 std::begin(vElem): std::transform 可以就地工作。

这是个好主意，如果它不能t be optimize. I have g++ version 4.1.2, so I couldnt 使用它，但我已经按照你的建议重写了它。我用过for_each，虽然我没有在我的项目中安装这个boost包，但我用过std::min(std::max(val, minVal), maxVal)而且更清楚

@user3480234 更新你的 GCC，它可悲过时了。

【参考方案2】：

  for(int i=0; i<MAX; i++)
      float c = vElem[i];

      //Could convert c to an integer here, so the below uses integer operations
      //Additional cost is two multiplications (scaling up and scaling back down).

      float n = c + ((c < min) * (min - c)) + ((c > max) * (max - c));
      std::cout << n << std::endl;
  

两次乘法 四个补充 两个比较

我认为这比其他答案中提到的任何clamp() 实现都快。

【讨论】：

与整数类型的运算相比，浮点运算（四次加法，两次乘法，甚至两次比较）的成本很高。 clamp() 函数只有两次比较，条件跳转。我的猜测是clamp() 函数更快。无论如何，没有板凳就无法知道。

链接到的答案是：return n = 上？上：n；这是三元运算符，表示条件分支。如果您从不需要分支 - 可能会更快，但如果您这样做了，性能成本将会非常高。

您可以在开始时将浮点数转换为整数，使用整数算术，然后将整数缩放回浮点数。