for 文における処理の改善（C言語プログラム）

Question

はじめまして。panicdjです。

いまCでプログラムを組んでいます。
環境はVC++ver6.0 Win32 Console Applicationです。

以下のプログラムを見てください。

#define X_MAX 10
#define Y_MAX 20
#define Z_MAX   5

int main(int argc , char ** argv)
{

int i, j, k;
int aa[10][20][5];

for (i = 0; i < X_MAX; i ++) {
  for (j = 0; j < Y_MAX; j ++) {
    for (k = 0; k < Z_MAX; k ++) {
    aa[i][j][k] = 10.0;
  }
}


return 0;
}


過去のスレッドでポインタ型によるアクセスを
すれば、処理が高速になるとかかれていました。

自分は，for文による繰り返す処理ではなく，
その「ポインタ型によるアクセス」を実装したいのです。

こんな私にアドバイスお願い致します。

yatokesa · Accepted Answer

> Ｃ言語などを解説しているサイトでのサンプルコードとかでしょうか？？ 
も、含めてですね。オープンソースなプログラムとかでもよいと思います。勉強の種は沢山転がってますから探してみてください。

> これは、たとえばVCを用いているのであれば、デバッカの 
プログラミングの際の話のつもりで書きました。頭の中にメモリのイメージ(箱とか?)を思い浮かべると良いです。今宣言した変数はどこにあるのか、とか、ポインタの先の実体はどこなのかというのを常に意識してということです。

> できることなら、参考になる書籍やサイトを提示させて 
残念ながら Cに関しての書籍・サイトともに知りません。
が、http://alfin.mine.utsunomiya-u.ac.jp/~niy/algo/index.html で集められた関数等は勉強になると思います。

参考URL：http://alfin.mine.utsunomiya-u.ac.jp/~niy/algo/index.html

yatokesa · Answer

>for (i = X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i; i--) { 
>とすると、速くなるのでしょうか？
理屈は #6:terra5さんのとおりです。また、terra5さんの仰るとおり、コンパイラが勝手に最適化する可能性もありますので、知っている人が見れば気分的に早いコードだ!って気分になれる程度の速さです^^;)。デバッグモードなどでアセンブラとの混合リストを見ると違いが分かるかもしれません。

>レベルなのでなんとかその域から脱却したのですが。
私が Cを始めたのはもう十ン年前なので...。私が学習したのは「はじめてのＣ」というやつですがね。公開されている色々な人のコードを見るのが良い勉強になると思います。
ポインタを理解したいのなら、常に変数がどのメモリ(スタックも含めて)に配置されているのかを考えながらコーディングすることです。

shuyamakawa · Answer

#4 a-kuma様

int* p_end = &aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX];
は 
int* p_end = &aa[X_MAX-1][Y_MAX-1][Z_MAX-1] + 1;
が正しいのではないかと．．． (^^;;;

terra5 · Answer

ポインタを理解するなら意味がありますが、
高速化の為に・・なら、あまり意味がないですね。

まず、意味があるほどの差がでないか、変わらないですし、
読みづらいプログラムは悪です（＾＾；


>for (i = X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i; i--) {
>とすると、速くなるのでしょうか？
アセンブラレベルの話になりますが、
CPUの命令は、ある値とある値が等しいかを比べる命令が無いか,
あってもある数値が0かどうかを調べる命令より実行速度がたいてい遅いからです。
(命令が無い場合は引き算をして、結果が0かどうかを調べるという、二つの命令を実行することになります)

ただ、コンパイルしてアセンブラになる時に
どんな命令になるかはわかりませんから、
必ずしも速いとは言い切れません。
現在のコンパイラは最適化といって、
こういう高速化のための小細工は勝手にやりますので。

mkii · Answer

int aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX]; 
int *p = (int *)aa + sizeof (aa) / sizeof (int);

while (p != (int *)aa)
*--p = 10;

怒られそうだ（笑）

a-kuma · Answer

No.2 の回答にある

>「見やすさを優先するためのプログラミングをした方が良いと思います。」

に大きく同意しつつ、もうちょっと早そうなコードを。

int aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX];
int* p = &aa[0][0][0];
int* p_end = &aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX];

while (p != p_end) {
　　*p++ = 10;
}

もし、

int* p_end = &aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX];

が気持ち悪いのであれば、

int* p_end = p + X_MAX * Y_MAX * Z_MAX;

でも OK 。

＃ この程度のサイズなら、たいした差は出ないと思いますよ。

yatokesa · Answer

fuji1さんと同じ回答になってしまいました

for (i = 0; i < X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i++) { 
　↓
for (i = X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i; i--) { 

とした方が、多少スピードアップになると思います。

yatokesa · Answer

見やすさを優先するためのプログラミングをした方が良いと思いますよ。コンパイラの最適化によってあまり速度差がでないこともあります。

上限の決まっている領域の初期化は、for文かwhileを使うのは仕方ないことでしょう。それをふまえて、ポインタを使うと次のような感じで出きると思います。

int *p;
int aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX]; // 折角defineしているのだから、定数を使いましょう
int i;

p = (int*)aa;
for (i = 0; i < X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i++) {
　*p++ = 10;  // 10.0は浮動小数です
}

ですか、ね。

fuji1 · Answer

こんにちは。
int 型なのに、10.0 入れてはいけませんよ。(^o^)丿

さて、配列の場合は、基本的にはリニアにメモリを確保されることになります。
ですから、

#define X_MAX 10 
#define Y_MAX 20 
#define Z_MAX 5 

int main(int argc , char ** argv) 
{ 
int i; 
int aa[10][20][5];
int *p  ; 

p = (int *)aa  ;
for (i = 0; i < X_MAX * Y_MAX * Z_MAX; i ++) { 
    *(p++) = 10  ;
}

return 0; 
}

でＯＫだと思います。

ただ、このリニアにとられるというのは、どんなときにもとは行かないので、アーキテクチャを確認する必要はありますね。

Wintel 系だったら大丈夫だと思いますが。

for 文における処理の改善（C言語プログラム）

> Ｃ言語などを解説しているサイトでのサンプルコードとかでしょうか？？

>for (i = X_MAX*Y_MAX*Z_MAX; i; i--) {

#4 a-kuma様

ポインタを理解するなら意味がありますが、

int aa[X_MAX][Y_MAX][Z_MAX];

No.2 の回答にある

fuji1さんと同じ回答になってしまいました

この回答への補足

見やすさを優先するためのプログラミングをした方が良いと思いますよ。

こんにちは。

似たような質問が見つかりました

関連するカテゴリからQ&Aを探す

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング

>for (i = X_MAXY_MAXZ_MAX; i; i--) {