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Geschwindigkeit von Schleifen
Tach zusammen,
aus reinem Interesse wollt ich mal fragen, welche Schleifen schneller ausgeführt werden für welche bedingungen als andere und wieso. Ich meine, ich hätte vor ungefähr nem Jahr schonmal so etwas gelesen, erinnere mich allerdings nicht mehr an den genauen Thread oder Autor. Auf Google habe ich auch nichts gefunden. Nur zu testen, was schneller ist, wäre erstens ziemlich ungenau, aufwändig und würde mir außerdem keinen verständlichen Grund liefern. Wäre nett, wenn jemand, der eine Antwort weiß, sie mir sagen könnte :) oder zumindestens weiß, wie man das herausfindet, bzw. wo man es findet. MFG |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Von welchen Schleifen sprichst Du? Gibt mal Beispiele.
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
na For-To, For-Downto, For-In, While-Do, Repeat-Until, If-Then und Case-Of... :D
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Die Geschwindigkeit von Schleifen ist ein erster Näherung "hinreichend schnell" und in zweiter "egal".
Eine for-in Schleife ist vermutlich einen *Hauch* langsamer, da da einige Funktionsaufrufe versteckt sind. Es ist sinnvoller, sich auf andere Sachen zu konzentrieren: 1. Die Anweisungen in der Schleife 2. Brauche ich die Schleife? Kann ich eine bessere Datenstruktur einsetzen, die schneller ist und auf die Schleife verzichtet? P.S.: Schleifen führen Anweisungen 0 bis x fach aus, if-then und case-of sind daher keine Schleifen. |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Ja, das stimmt natürlich. Ich schrieb ja auch, dass es im Grunde nur eine nice-to-know Frage ist. Ich wollte halt nur wissen, wie die Schleifen vom Compiler ausgewertet werden und was für ein Maschinencode da erzeugt wird.
Natürlich ist es weitestgehend irrelevant für den alltäglichen Gebrauch... ;) PS: Ja, allerdings wäre es auch nett zu wissen, ob der CASE und IF code ähnlich bzw. identisch ist und ab wievielen Aufrufen CASE wohl schneller ist... :) |
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Du solltest das einfach selbst analysieren: Der Maschinencode ist in Delphi sichtbar und wie man Zeitmessungen macht, sollte Dir spätestens nach dem Bemühen der SuFu klar sein.
Los, ran ans Werk! |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Ja, genau das war ja meine Frage:
Wie kann ich mir den Quelltext, der bei einer For-Schleife beispielsweise erzeugt wird, anzeigen lassen? :) |
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Das Tastenkürzel kenn ich nicht auswendig, aber du solltest einen Breakpoint auf die Schleife setzen und dann im Menü nach 'Assembleransicht' o.ä. schauen.
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Zitat:
Und ansonsten ist alles in etwa gleich schnell. Außerdem wählt man den Typ der Schleife anhand der Aufgabenstelltung aus und nicht wegen der Geschwindigkeit. Intern bestehen alle Schleifen auch nur aus IF-THEN und GOTO ... nur die Abbruchbedingungen unterscheiden sich. |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Zitat:
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Danke bis hierher schonmal, allerdings könntet ihr mir vielleicht sagen, wie man herausfindet, woraus genauer die von dem Compiler erzeugten Schleifenquelltexte bestehen?
Denn bei der Ausführung des aktuellen Befehls, wird die For-Schleife beispielsweise als solches ausgeführt und es wird nicht zu einem Quelltext gesprungen. |
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Selbst wenn repeat .. until aus irgendeinem Grund schneller sein sollte als for .. do, würde ich hier (ua. aufgrund der Lesbarkeit des Codes) definitiv niemals optimieren. Solche Dinge sind meiner Meinung nach Compilersache!
Wie himitsu schon sagte sind es im Grunde genommen nur "gotos" (Jumps). Du solltest im Assembler Code Mnemonics wie JMP, JNZ, JE, JZ ... sehen (da gibts ne ganze Reihe). Bei for Schleifen wird irgendwo ein INC bzw. DEC zu finden sein und gelegentlich gehört auch noch ein CMP mit dazu. Kann man so generisch gar nicht sagen. |
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Beispielbild im Anhang.
Schau mal unter Ansicht -> Debug-Fenster -> CPU-Ansicht Wir sehen dass eine for-downto-Schleife in Assembler irgendwie anders (kürzer) ist als eine for-to. |
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Habs auch mal schnell ausprobiert.
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Zitat:
Zu seligen TP-Zeiten war es so, daß
Delphi-Quellcode:
Schneller war als
for to
Delphi-Quellcode:
und
while
Delphi-Quellcode:
.
repeat
Diese beiden waren gleich schnell, den Unterschied machte die Abfrage der Abbruchbedingung aus, was aber nur relevant ist, wenn man um die Millisekunde feilschen muß. Das
Delphi-Quellcode:
und
if
Delphi-Quellcode:
nichts mit Schleifen zu tun haben, wurde ja schon geschrieben - warum ist dieser Blödsinn eigentlich nicht auszurotten?.
case
Delphi-Quellcode:
wäre theoretisch schneller, wenn es mit einer Sprungtabelle realisiert würde, das ist allerdings nicht der Fall (soweit ich weiß), somit ist es letztlich für den Compiler egal was eingesetzt wird. Im Sourcecode bevorzuge ich
Case
Delphi-Quellcode:
, da dies doch etwas übersichtlicher ist als ellenlange
case
Delphi-Quellcode:
-Konstrukte.
if..then..else
Gruß K-H P.S. @Schönster Mann von allen Ich glaube Du hast Dich verguckt, die Schleife ist in beiden Fällen gleich lang/groß:mrgreen: (inc cmp jnz) Und was schneller ist,
Delphi-Quellcode:
oder
dec
Delphi-Quellcode:
dazu hab ich auf die Schnelle nichts gefunden
inc
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Ah, danke, genau das habe ich gesucht ;) Entschuldigt bitte, dass mir die Disassembly-Anzeige-Funktionalität nicht geläufig war :)
Dass eine For-Downto schneller ist als eine For-To, war mir ja schon klar, da ja eine For-To eh immer eine invertierte For-Downto ist. |
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Zitat:
repeat .. until sieht auf den ersten Blick kompakter aus, als die anderen Schleifen (es fehlt das INC/DEC), aber man muss bedenken, dass die Zählervariable hier manuell im Schleifenkörper gesetzt werden muss. Demnach würde hier zumindest noch eine weitere Instruktion hinzukommen. while .. true hat den größten Overhead, da vor Begin der eigentlichen Schleife nochmal dediziert geprüft wird, ob die Bedingung überhaupt erfüllt ist. Dieser Check (hier: CMP, JG) wird allerdings nur ein einziges Mal ausgeführt und beeinflusst daher die eigentliche Laufzeit der Schleife nicht. Fazit: In dem von mir getesteten Fall (lokale Funktion mit lokaler Zählervariable) sind alle Schleifen gleich performant. |
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Es kann da auch keinen großen Performanceunterschied geben. Letzendlich ist entweder nur die Syntax in Delphi anders und der Code Assemblercode ist der gleiche oder die Assemblerbefehle tauchen ggf. in einer minimal anderen Reihenfolge auf. Letztendlich läuft es immer auf eine bestimmte Kombination von cmp/inc/jmp hinaus.
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Daß
Delphi-Quellcode:
oftmals schneller ist, als ein
for i := irgendwas downto 0 do
Delphi-Quellcode:
,
for i := 0 to irgendwas do
liegt nicht an der Richtung, sondern meistens nur daran, daß das Ende hartecodet werden kann und keine Variable zwischengespeichert/ausgewertet werden muß. Denn bei
Delphi-Quellcode:
und
for i := -irgendwas to 0 do
Delphi-Quellcode:
wäre es praktisch andersrum.
for i := 0 downto -irgendwas do
PS: Ohne Optimierung entspricht diese For-Schleife
Delphi-Quellcode:
intern jender While-Schleife.
for i := 0 to xxx do begin
... end;
Delphi-Quellcode:
Nja, eigentlich eher dem
i := 0;
Ende := xxx; // Dieses hier ist auch der Grund, warum man Löschen besser rückwärts erledigt. while xxx <= Ende do begin ... Inc(i); end;
Delphi-Quellcode:
Aber das fällt kaum auf, außer man manipuliert an der Schleifenvariable, um z.B. etwas ala
i := 0;
Ende := xxx; // Dieses hier ist auch der Grund, warum man Löschen besser rückwärts erledigt. if i <= Ende then repeat ... Inc(i); until xxx = Ende; // = und nicht >=
Delphi-Quellcode:
basteln, denn bei
for i := 0 to 9 step 3 do
Delphi-Quellcode:
landet man quasi in einer Endlosschleife, da die 10 übersprungen wird. :angel2:
0 to 10
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War da nicht mal was, dass der Vergleich auf 0 schneller ist, als der Vergleich auf '<Variable>'? Aber egal, das sind eh Peanuts.
Wichtig sind doch eh die inneren Werte (der Schleife). |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Bei Schleifen mit sehr vielen Durchläufen und mit sehr wenig Code darin, fällt das schon auf, aber sonst sollte man sich bei Schleifen einfach auf deren Funktion/Verwendung beziehen.
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Zitat:
Aber wenn mann nicht Zeitkritisch arbeitet ist das zu vernachlässigen. Gruß K-H |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Interessant wirds eh erst dann, wenn man betrachtet, was innerhalb der Schleife geschieht.
Denn das entscheidet darüber wie ein Compiler entsprechende Optimierungen (z.B. ![]() |
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Verfalle nicht in den Optimierungswahn. Du verlierst Zeit ganz woanders. Z.B. in schwachsinnigen Programmstrukturen.
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AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Man sollte auch nicht ganz vergessen, dass der Prozessor selbst auch noch eine Rolle spielt. Eine Assembleranweisung hat ja bei modernen Mikroprozessoren nicht immer die selbe Ausführungsgeschwindigkeit. Stichworte sind Pipelining, Out-of-order execution, Branch Prediction und Caching.
Der Vergleich mit 0 ist üblicherweise deshalb schneller, weil man keine Variable zusätzlich ins Register laden muss. Einige Schlüsse kann man auch aus ![]() Insgesamt kann man aber sagen, dass eine Optimierung auf Assemblerebene oder die Auswahl der "schnellsten" Schleife heute kaum noch nenneswerte Vorteile bringt. Für rechenintensive Dinge ist heute eher Multithreading oder GPU processing angesagt. Für andere Dinge vielleicht ein intelligentes Caching oder ganz allgemeine Ablauf-Optimierungen. PS: Solltet ihr neben den Intel Prozessoren auch andere targets haben, müsstet ihr die Optimierung sowieso für jeden Prozessortyp einzeln planen. |
AW: Geschwindigkeit von Schleifen
Das betrifft nicht nur den Unterschied zwischen Intel- und AMD-CPU. Bereits innerhalb der CPUs gibt es gravierende Unterschiede. So war damals z.B. der Aufschrei riesengroß, als die etablierte Pipelining-Technik des 80486 durch die veränderte Out-of-Order- und BP-Technik des Pentium ersetzt wurde.
Konsequenz daraus war, das manche Programme auf dem Pentium - trotz höherer Taktrate - langsamer liefen als auf einem 486. Die 486-Optimierung lief dem Design des Pentium schlicht "gegen den Strich". |
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In hochoptimierten Routinen (purer Assembler in mathematischen Berechnungen mit millionenfacher Wiederholung z.B. Videokomprimierung o.ä.) macht das vielleicht Unterschiede, auch hier spielen unterschiedliche Implementierungen der Prozessorbefehle eine Rolle, aber auch nur, wenn man die einzelnen Takte zählt ... In einem Standard-Programm hat das nicht zu suchen, denn entscheidend ist was und wieviel in der Schleife passiert. Da ist (immer) Optimierungspotential vorhanden, vielleicht nicht bei zwei Additionen in einer Zeile ...
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