Duża macierz a czas :: 4programmers.net

Rejestracja:ponad 12 lat
Ostatnio:prawie 7 lat
Postów:18

Witam, muszę zrobić dużą macierz - załóżmy 4000x4000 i ją przemnożyć. Zrobiłem na wskaźnikach, bo normalnie wywalało program. I teraz co? Mnoży mi się kilkanaście minut. Jest możliwość przyśpieszenia?

Kopiuj

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv) 
{
	int m = 4000;
	
    float **tab  = new float * [m];
	float **tab2 = new float * [m];
	float **tab3 = new float * [m];
	
	for(int i = 0; i < m ; i++)
	{
		tab[i]  = new float[m];
		tab2[i] = new float[m];
		tab3[i] = new float[m];
	}
	
	for(int i = 0; i < m; i++)
	{
		for(int j = 0; j < m ; j++)
		{
			tab[i][j]  = 1;
			tab2[i][j] = 2;
			tab3[i][j] = 0;
		}
	}
	
	for(int i = 0; i < m; i++)
	{
		for(int j = 0; j < m; j++)
		{
			int s = 0;
			for(int k = 0; k < m; k++)
				s += tab[i][k] * tab2[k][j];
				tab3[i][j] = s;
		}
	}
	cout << tab3[m][m] << " ";
	
	system("pause");
	return 0;
}

kq

2017-10-24 17:04

kq2017-10-24 17:04

Moderator C/C++

Rejestracja:prawie 12 lat
Ostatnio:3 dni
Lokalizacja:Szczecin

Ułóż operacje tak, aby odczyty były przyjazne dla cache procesora. Zamiast używać kilku tysięcy tablic, użyj jednej, ciągłej. Jako widok możesz użyć mojego prostego szablonu:

Kopiuj

template<typename T>
class simple_2d_matrix_view
{
	T* data_;
	size_t width_;
	size_t height_;
 
public:
 
	simple_2d_matrix_view(T* ptr, size_t h, size_t w):
		data_{ptr},
		width_{w},
		height_{h}
	{}
 
	size_t width() const { return width_; }
	size_t height() const { return height_; }
 
	T& operator()(size_t h, size_t w) {
		assert(w < width_);
		assert(h < height_);
		return data_[width_ * h + w];
	}
 
	T const& operator()(size_t h, size_t w) const {
		return const_cast<simple_2d_matrix_view&>(*this)(h, w);
	}
};

Karpiusz

2017-10-24 18:52

Karpiusz2017-10-24 18:52

Rejestracja:ponad 12 lat
Ostatnio:prawie 7 lat
Postów:18

kq napisał(a):

Ułóż operacje tak, aby odczyty były przyjazne dla cache procesora. Zamiast używać kilku tysięcy tablic, użyj jednej, ciągłej. Jako widok możesz użyć:

Ale ja muszę użyć dwóch tablic, bo w jeden są wartości załóżmy 1, a w drugiej 2. I chcę to przemnożyć. Zminimalizowałem kod do takiej postaci:

Kopiuj

int main(int argc, char** argv) 
{
	short m = 4000;
	
    float **tab  = new float * [m];
	float **tab2 = new float * [m];
	
	for(int i = 0; i < m; ++i)
	{
        tab[i]  = new float[m];
		tab2[i] = new float[m];
		for(int j = 0; j < m ; ++j)
		{
			tab[i][j]  = 1;
			tab2[i][j] = 2;
			tab[i][j] = tab[i][j] * tab2[i][j];
			cout << tab[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

edytowany 1x, ostatnio: Karpiusz 2017-10-24 18:53

stryku

2017-10-24 20:21

stryku2017-10-24 20:21

Rejestracja:ponad 11 lat
Ostatnio:prawie 2 lata
Postów:607

A miej sobie te dwie tablice. Krzaqowi chodziło o to, żeby dwuwymiarową tablicę mieć w jednym bloku pamięci, a nie rozsypaną po RAMie.

Kopiuj

template<typename T>
class simple_2d_matrix_view
{
    T* data_;
    size_t width_;
    size_t height_;
 
public:
 
    simple_2d_matrix_view(T* ptr, size_t h, size_t w):
        data_{ptr},
        width_{w},
        height_{h}
    {}
 
    size_t width() const { return width_; }
    size_t height() const { return height_; }
 
    T& operator()(size_t h, size_t w) {
        assert(w < width_);
        assert(h < height_);
        return data_[width_ * h + w];
    }
 
    T const& operator()(size_t h, size_t w) const {
        return const_cast<simple_2d_matrix_view&>(*this)(h, w);
    }
};

template <typename T>
simple_2d_matrix_view(T*, size_t, size_t) -> simple_2d_matrix_view<T>;

int main(int argc, char** argv) 
{
    short m = 4000;
 
    auto tab  = std::make_unique<float[]>(m*m);
    auto tab2  = std::make_unique<float[]>(m*m);
    
    auto tab_view = simple_2d_matrix_view(tab.get(), m, m);
    auto tab2_view = simple_2d_matrix_view(tab2.get(), m, m);
 
    for(int i = 0; i < m; ++i)
    {
        for(int j = 0; j < m ; ++j)
        {
            tab_view(i, j)  = 1;
            tab2_view(i, j) = 2;
            tab_view(i, j) = tab_view(i, j) * tab2_view(i, j);
            cout << tab_view(i, j) << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

miałeś też wycieki pamięci, którymi teraz zajmą się unique_ptry. (może się nie kompilować, pisałem z palca)

EDIT
pozwoliłem sobie dopisać deduction guide'a

edytowany 2x, ostatnio: stryku 2017-10-24 20:33

MarekR22

2017-10-24 22:10

MarekR222017-10-24 22:10

Moderator C/C++

Rejestracja:około 17 lat
Ostatnio:minuta

Kopiuj

template<class T>
class Matrix
{
public:
      // rule of zero
      
      Matrix(int r, int c, T value = T())
          : data(r * c, value)
          , rowCount(r)
          , columnCount(c)
      {}

      T& operator(int r, int c)
      {
             return data[r + rowCount * c];
      }

      int RowCount() const { return rowCount; }
      int ColumnCount() const { return columnCount; }

private:
     std::vector<T> data;
     int rowCount = 0;
     int columnCount = 0;
};

Inne sztuczki przyspieszenia małym wysiłkiem

std::ios::sync_with_stdio(false);
zmienić każde endl na '\n'
cin.tie(nullptr); - ale z głową, jeśli wyświetlasz prośby o dane to się nie pojawią bez poprzedniego flush.

Inna sztuczka żeby przyspieszyć obliczania to druga klasa: TransposedMatrix, żeby mnożyć liczby umieszczone w ciągłych fragmentach pamięci - zredukujesz to "cache miss" i da ekstra przyspieszenie. Albo metody mutiplyWithTransposed i ReadTransposed by uzyskać ten sam efekt.

Inne sztuczki to użycie wielowątkowości i by obliczenia prowadzić równolegle, ale to jest trudniejsze i może być już za wiele dla ciebie.

edytowany 3x, ostatnio: MarekR22 2017-10-24 22:45

xxx_xx_x

2017-10-25 18:46

xxx_xx_x2017-10-25 18:46

Rejestracja:prawie 13 lat
Ostatnio:17 dni
Postów:365

Tak duże macierze mnoży się blokowo. Przykładowo poczytaj o BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms).

Idea jest taka żeby mnożyć małe macierze i je łączyć. Macierz dzielimy na małe blokowe macierze tak żeby mieściły się w kolejnych warstwach cache. Czyli L2, L1 i samych rejestrach procesora. Dodatkowo małe macierze pakujemy w tablicę w takiej kolejności żeby odczyt był liniowy.

Liczba odpowiedzi na stronę

Treść *

Treść

Podgląd

Kliknij, aby dodać treść...

Kliknij, aby dodać załącznik lub wklej ze schowka.

Instrukcja obsługi Markdown

Pomoc 1.18.8

Typografia

Edytor obsługuje składnie Markdown, w której pojedynczy akcent *kursywa* oraz _kursywa_ to pochylenie. Z kolei podwójny akcent **pogrubienie** oraz __pogrubienie__ to pogrubienie. Dodanie znaczników ~~strike~~ to przekreślenie.

Możesz dodać formatowanie komendami , , oraz .

Ponieważ dekoracja podkreślenia jest przeznaczona na linki, markdown nie zawiera specjalnej składni dla podkreślenia. Dlatego by dodać podkreślenie, użyj underline.

Komendy formatujące reagują na skróty klawiszowe: Ctrl+B, Ctrl+I, Ctrl+U oraz Ctrl+S.

Linki

By dodać link w edytorze użyj komendy lub użyj składni [title](link). URL umieszczony w linku lub nawet URL umieszczony bezpośrednio w tekście będzie aktywny i klikalny.

Jeżeli chcesz, możesz samodzielnie dodać link: <a href="link">title</a>.

Wewnętrzne odnośniki

Możesz umieścić odnośnik do wewnętrznej podstrony, używając następującej składni: [[Delphi/Kompendium]] lub [[Delphi/Kompendium|kliknij, aby przejść do kompendium]]. Odnośniki mogą prowadzić do Forum 4programmers.net lub np. do Kompendium.

Wspomnienia użytkowników

By wspomnieć użytkownika forum, wpisz w formularzu znak @. Zobaczysz okienko samouzupełniające nazwy użytkowników. Samouzupełnienie dobierze odpowiedni format wspomnienia, zależnie od tego czy w nazwie użytkownika znajduje się spacja.

Znaczniki HTML

Dozwolone jest używanie niektórych znaczników HTML: <a>, , , <kbd>, <del>, , <dfn>, <pre>, <blockquote>, <hr/>, ,  oraz <img/>.

Skróty klawiszowe

Dodaj kombinację klawiszy komendą notacji klawiszy lub skrótem klawiszowym Alt+K.

Reprezentuj kombinacje klawiszowe używając taga <kbd>. Oddziel od siebie klawisze znakiem plus, np <kbd>Alt+Tab</kbd>.

Indeks górny oraz dolny

Przykład: wpisując H2O i m2 otrzymasz: H₂O i m².

Składnia Tex

By precyzyjnie wyrazić działanie matematyczne, użyj składni Tex.

<tex>arcctg(x) = argtan(\frac{1}{x}) = arcsin(\frac{1}{\sqrt{1+x^2}})</tex>

Kod źródłowy

Krótkie fragmenty kodu

Wszelkie jednolinijkowe instrukcje języka programowania powinny być zawarte pomiędzy obróconymi apostrofami: `kod instrukcji` lub ``console.log(`string`);``.

Kod wielolinijkowy

Dodaj fragment kodu komendą . Fragmenty kodu zajmujące całą lub więcej linijek powinny być umieszczone w wielolinijkowym fragmencie kodu. Znaczniki ``` lub ~~~ umożliwiają kolorowanie różnych języków programowania. Możemy nadać nazwę języka programowania używając auto-uzupełnienia, kod został pokolorowany używając konkretnych ustawień kolorowania składni:

```javascript document.write('Hello World'); ```

Możesz zaznaczyć również już wklejony kod w edytorze, i użyć komendy by zamienić go w kod. Użyj kombinacji Ctrl+`, by dodać fragment kodu bez oznaczników języka.

Tabelki

Dodaj przykładową tabelkę używając komendy . Przykładowa tabelka składa się z dwóch kolumn, nagłówka i jednego wiersza.

Wygeneruj tabelkę na podstawie szablonu. Oddziel komórki separatorem ; lub |, a następnie zaznacz szablonu.

nazwisko;dziedzina;odkrycie
Pitagoras;mathematics;Pythagorean Theorem
Albert Einstein;physics;General Relativity
Marie Curie, Pierre Curie;chemistry;Radium, Polonium

Użyj komendy by zamienić zaznaczony szablon na tabelkę Markdown.

Lista uporządkowana i nieuporządkowana

Możliwe jest tworzenie listy numerowanych oraz wypunktowanych. Wystarczy, że pierwszym znakiem linii będzie * lub - dla listy nieuporządkowanej oraz 1. dla listy uporządkowanej.

Użyj komendy by dodać listę uporządkowaną.

1. Lista numerowana
2. Lista numerowana

Użyj komendy by dodać listę nieuporządkowaną.

* Lista wypunktowana
* Lista wypunktowana
** Lista wypunktowana (drugi poziom)

Składnia Markdown

Edytor obsługuje składnię Markdown, która składa się ze znaków specjalnych. Dostępne komendy, jak formatowanie , dodanie tabelki lub fragmentu kodu są w pewnym sensie świadome otaczającej jej składni, i postarają się unikać uszkodzenia jej.

Dla przykładu, używając tylko dostępnych komend, nie możemy dodać formatowania pogrubienia do kodu wielolinijkowego, albo dodać listy do tabelki - mogłoby to doprowadzić do uszkodzenia składni.

W pewnych odosobnionych przypadkach brak nowej linii przed elementami markdown również mógłby uszkodzić składnie, dlatego edytor dodaje brakujące nowe linie. Dla przykładu, dodanie formatowania pochylenia zaraz po tabelce, mogłoby zostać błędne zinterpretowane, więc edytor doda oddzielającą nową linię pomiędzy tabelką, a pochyleniem.

Skróty klawiszowe

Skróty formatujące, kiedy w edytorze znajduje się pojedynczy kursor, wstawiają sformatowany tekst przykładowy. Jeśli w edytorze znajduje się zaznaczenie (słowo, linijka, paragraf), wtedy zaznaczenie zostaje sformatowane.

Ctrl+B - dodaj pogrubienie lub pogrub zaznaczenie
Ctrl+I - dodaj pochylenie lub pochyl zaznaczenie
Ctrl+U - dodaj podkreślenie lub podkreśl zaznaczenie
Ctrl+S - dodaj przekreślenie lub przekreśl zaznaczenie

Notacja Klawiszy

Alt+K - dodaj notację klawiszy

Fragment kodu bez oznacznika

Alt+C - dodaj pusty fragment kodu

Skróty operujące na kodzie i linijkach:

Alt+L - zaznaczenie całej linii
Alt+, Alt+ - przeniesienie linijki w której znajduje się kursor w górę/dół.
Tab/⌘+] - dodaj wcięcie (wcięcie w prawo)
Shit+Tab/⌘+[ - usunięcie wcięcia (wycięcie w lewo)

Dodawanie postów:

Ctrl+Enter - dodaj post
⌘+Enter - dodaj post (MacOS)

Duża macierz a czas

Karpiusz

kq

Karpiusz

kq napisał(a):

stryku

MarekR22

xxx_xx_x

Smileys & People

Animals & Nature

Food & Drink

Travel & Places

Activities

Objects

Symbols

Typografia

Linki

Wewnętrzne odnośniki

Wspomnienia użytkowników

Znaczniki HTML

Skróty klawiszowe

Indeks górny oraz dolny

Składnia Tex

Kod źródłowy

Krótkie fragmenty kodu

Kod wielolinijkowy

Tabelki

Lista uporządkowana i nieuporządkowana

Składnia Markdown

Skróty klawiszowe

Java Developer

DevOps Engineer - migracja serwerów (Kubernetes,Docker,RoR)

Programista Systemów Automatyki - PCS7

Data Scientist

Praca dla programistów

Forum dyskusyjne

Sprawy administracyjne

O nas

Skontaktuj się z nami