重置C int数组为零：最快的方法？
假设我们有T = int，unsigned int，long long int或unsigned long long int的T myarray[100] ，将其所有内容重置为零的最快方法是什么（不仅用于初始化，还用于重置几个内容次在我的程序）？ 也许与memset？
对于像T *myarray = new T[100]这样的dynamic数组，同样的问题。
memset （来自<string.h> ）可能是最快的标准方式，因为它通常是一个直接写在程序集中并且手工优化的例程。
memset(myarray, 0, sizeof(myarray)); // for automatically-allocated arrays memset(myarray, 0, N*sizeof(*myarray)); // for heap-allocated arrays, where N is the number of elements
顺便说一下，在C ++中，惯用的方法是使用std::fill （来自<algorithm> ）：
std::fill(myarray, myarray+N, 0);
这可能会自动优化成一个memset ; 我相当肯定，它会像memset一样快速地处理int ，而如果优化器不够聪明的话，对于较小的types可能会稍微差一些。 不过，如果有疑问，简介。
来自memset() ：
memset(myarray, 0, sizeof(myarray));
如果sizeof(myarray)的大小在编译时已知，则可以使用sizeof(myarray) 。 否则，如果您使用的是dynamic大小的数组，例如通过malloc或new ，则需要跟踪长度。
这个问题虽然比较古老，但还是需要一些基准的，因为它不是最习惯的方式，也不是最less的方式，而是最快的方式。 没有经过实际testing就回答这个问题是愚蠢的。 所以我比较了四种解决scheme：memset与std :: fill，以及AnT的答案ZERO与使用AVX intrinsics的解决scheme。
请注意，此解决scheme不是通用的，它只适用于32位或64位的数据。 请评论，如果这个代码是做错了什么。
#include<immintrin.h> #define intrin_ZERO(a,n){\ size_t x = 0;\ const size_t inc = 32 / sizeof(*(a));/*size of 256 bit register over size of variable*/\ for (;x < n-inc;x+=inc)\ _mm256_storeu_ps((float *)((a)+x),_mm256_setzero_ps());\ if(4 == sizeof(*(a))){\ switch(nx){\ case 3:\ (a)[x] = 0;x++;\ case 2:\ _mm_storeu_ps((float *)((a)+x),_mm_setzero_ps());break;\ case 1:\ (a)[x] = 0;\ break;\ case 0:\ break;\ };\ }\ else if(8 == sizeof(*(a))){\ switch(nx){\ case 7:\ (a)[x] = 0;x++;\ case 6:\ (a)[x] = 0;x++;\ case 5:\ (a)[x] = 0;x++;\ case 4:\ _mm_storeu_ps((float *)((a)+x),_mm_setzero_ps());break;\ case 3:\ (a)[x] = 0;x++;\ case 2:\ ((long long *)(a))[x] = 0;break;\ case 1:\ (a)[x] = 0;\ break;\ case 0:\ break;\ };\ }\ }
我不会说这是最快的方法，因为我不是一个低级别的优化专家。 相反，它是一个正确的架构依赖实现比memset更快的一个例子。
现在，结果。 我计算了静态和dynamic分配的大小为100的int和long long数组的性能，但是除了在静态数组上执行死代码消除的msvc之外，结果是非常可比的，所以我只显示dynamic数组的性能。 时间标记是100万次迭代的ms，使用time.h的低精度时钟函数。
叮当3.8（使用clang-cl前端，优化标志= / OX / arch：AVX / Oi / Ot）
int: memset: 99 fill: 97 ZERO: 98 intrin_ZERO: 90 long long: memset: 285 fill: 286 ZERO: 285 intrin_ZERO: 188
gcc 5.1.0（优化标志：-O3 -march = native -mtune = native -mavx）：
int: memset: 268 fill: 268 ZERO: 268 intrin_ZERO: 91 long long: memset: 402 fill: 399 ZERO: 400 intrin_ZERO: 185
msvc 2015（优化标志：/ OX / arch：AVX / Oi / Ot）：
int memset: 196 fill: 613 ZERO: 221 intrin_ZERO: 95 long long: memset: 273 fill: 559 ZERO: 376 intrin_ZERO: 188
有很多有趣的事情发生在这里：llvm杀死gcc，MSVC的典型的斑点优化（它在静态数组上执行了一个令人印象深刻的死代码消除，然后有可怕的填充性能）。 虽然我的实现速度要快得多，但这可能只是因为它认识到比特清除的开销要比任何其他设置操作less得多。
铿锵的实施值得更多的关注，因为它显着更快。 一些额外的testing表明它的memset实际上专门用于零 – 对于400字节的数组，非零的memset非常慢（〜220ms），并且与gcc相当。 然而，使用800字节数组的非零memsetting并没有速度差别，这可能是为什么在这种情况下，他们的memset性能比我的实现更差 – 专门化只适用于小数组，而cuttoff恰好在800字节左右。 还要注意，gcc'fill'和'ZERO'没有优化memset（查看生成的代码），gcc只是生成具有相同性能特征的代码。
结论：memset并没有真正优化这个任务，人们也会假装它（否则gcc和msvc和llvm的memset会有相同的性能）。 如果性能很重要，那么memset不应该是最终的解决scheme，特别是对于这些笨拙的中等规模的数组，因为它不是专门用于位清除的，并且不是手工优化的，比编译器本身可以做得更好。
您可以使用memset ，但仅仅是因为我们select的types仅限于整型。
一般情况下，在C中实现一个macros是有意义的
#define ZERO_ANY(T, a, n) do{\ T *a_ = (a);\ size_t n_ = (n);\ for (; n_ > 0; --n_, ++a_)\ *a_ = (T) { 0 };\ } while (0)
这会给你类似于C ++的function，让你可以将任何types的对象数组“重置为零”，而不需要像memset这样的黑客行为。 基本上，这是C ++函数模板的C语言模拟，不同之处在于您必须明确指定types参数。
最重要的是，你可以为非腐蚀的数组构build一个“模板”
#define ARRAY_SIZE(a) (sizeof (a) / sizeof *(a)) #define ZERO_ANY_A(T, a) ZERO_ANY(T, (a), ARRAY_SIZE(a))
在你的例子中，它将被应用为
int a[100]; ZERO_ANY(int, a, 100); // or ZERO_ANY_A(int, a);
值得注意的是，对于标量types的对象，可以实现一个types无关的macros
#define ZERO(a, n) do{\ size_t i_ = 0, n_ = (n);\ for (; i_ < n_; ++i_)\ (a)[i_] = 0;\ } while (0)
和
#define ZERO_A(a) ZERO((a), ARRAY_SIZE(a))
把上面的例子变成
int a[100]; ZERO(a, 100); // or ZERO_A(a);
对于静态声明，我认为你可以使用：
T myarray[100] = {0};
对于dynamic声明，我build议以同样的方式： memset
zero(myarray); 是你所需要的所有C ++。
只需将其添加到另一个文件中：
template<typename T, size_t SIZE> inline void zero(T(&arr)[SIZE]){ memset(arr, 0, SIZE*sizeof(T)); }
这是我使用的function：
template<typename T> static void setValue(T arr[], size_t length, const T& val) { std::fill(arr, arr + length, val); } template<typename T, size_t N> static void setValue(T (&arr)[N], const T& val) { std::fill(arr, arr + N, val); }
你可以这样调用它：
//fixed arrays int a[10]; setValue(a, 0); //dynamic arrays int *d = new int[length]; setValue(d, length, 0);
以上是比使用memset更多的C ++ 11方法。 如果使用指定大小的dynamic数组，则会得到编译时错误。
