當 LUT 中有一系列值並且在 C 中的運行時確定值時，如何編寫優化代碼

Question

我需要實現一個如下所示的 LUT：

|   Range            | Value   |
|--------------------|---------|
| var < val1         | Invalid |
| -------------------| --------|
| val1 < var <= val2 | M = 0   |
|--------------------|---------|
| val2 < var <= val3 | M = 2   |
|--------------------|---------|
| val3 < var <= val4 | M = 4   |
|--------------------|---------|

val1、val2、val3 和 val4 是在運行時配置的，而 var 的值稍后會在另一個線程中配置，這就是我需要計算 M 的值的時候。此外，如果 val1 = val2（或如果任何行中的兩個值相同），則該行變為無效（M 不能具有該值）。 val4 最大可以為 25。我的問題是，我如何以樂觀的方式實現這一點？ 為了使代碼正常工作，我編寫了一個經典的 if..elseif..elseif 語句，但我知道有一種更樂觀的方式來編寫它。 我嘗試在配置 val1、val2 等時計算一個包含 25 個元素的數組，並在配置 var 后加載數組（基於 var 的索引），但不知何故在分析之后，性能似乎變得更糟。 任何人都可以幫助我以更優化的方式編寫它嗎？

Answer 1

LUT 在基准測試中很好，但在實踐中並不總是那么好，因為在充滿 LUT 的大型應用程序中可能會出現緩存未命中。 如果由於分支預測而采用的分支通常相同，則 if-then-else 語句可能非常快。 除了這兩種方法之外，您還可以使用無分支代碼。 當輸入數據難以預測並且條件不太昂貴時，這種方法很好。 在您的情況下，您可以使用以下表達式：

/* This branch should almost always be taken and so 
   it should be well predicted by the processor */
if(var > val1) 
{
    /* Branch-less evaluation */
    M = (var > val2) + (var > val3);
    M = M + M;
}
else
{
    /* Error management */
}

在現代（超標量）處理器上，這應該只是幾個周期。 關於目標架構和工作負載，它可能並不總是比簡單的 LUT 更快。

如果val1 、 val2和val3值很少更新，您可以在更新時（慢）填充 LUT，然后使用它。