Moltiplicazione matrice-vettore semplice e veloce in C/C++

Ho bisogno di un uso frequente di matrix_vector_mult() che moltiplica la matrice con il vettore, e sotto c'è la sua implementazione.

Domanda:esiste un modo semplice per renderlo significativamente, almeno due volte, più veloce?

Osservazioni:1) La dimensione della matrice è di circa 300x50. Non cambia durante l'esecuzione di
. 2) Deve funzionare sia su Windows che su Linux.

double vectors_dot_prod(const double *x, const double *y, int n)
 {
     double res = 0.0;
     int i;
     for (i = 0; i < n; i++)
     {
         res += x[i] * y[i];
     }
     return res;
 }
 void matrix_vector_mult(const double **mat, const double *vec, double *result, int rows, int cols)
 { // in matrix form: result = mat * vec;
     int i;
     for (i = 0; i < rows; i++)
     {
         result[i] = vectors_dot_prod(mat[i], vec, cols);
     }
 }
 

Risposte:

Questo è qualcosa che in teoria un buon compilatore dovrebbe fare da solo, tuttavia ho fatto un tentativo con il mio sistema (g++ 4.6.3) e ho ottenuto circa il doppio della velocità su una matrice 300x50 svolgendo a mano 4 moltiplicazioni (circa 18us per matrice invece di 34us per matrice):

double vectors_dot_prod2(const double *x, const double *y, int n)
 {
     double res = 0.0;
     int i = 0;
     for (; i <= n-4; i+=4)
     {
         res += (x[i] * y[i] +
                 x[i+1] * y[i+1] +
                 x[i+2] * y[i+2] +
                 x[i+3] * y[i+3]);
     }
     for (; i < n; i++)
     {
         res += x[i] * y[i];
     }
     return res;
 }
 

Mi aspetto tuttavia che i risultati di questo livello di microottimizzazione varino notevolmente tra i sistemi.

Alcune risposte al codice

double vectors_dot_prod(const double *x, const double *y, int n) {
double res = 0.0;
int i;
for (i = 0;
i <
n;
i++)
{
  res += x[i] * y[i];
}
return res;
}  void matrix_vector_mult(const double **mat, const double *vec, double *result, int rows, int cols) { // in matrix form: result = mat * vec;
int i;
for (i = 0;
i <
rows;
i++)
{
  result[i] = vectors_dot_prod(mat[i], vec, cols);
} } 

double vectors_dot_prod2(const double *x, const double *y, int n) {
double res = 0.0;
int i = 0;
for (;
i <= n-4;
i+=4)
{
  res += (x[i] * y[i] +
x[i+1] * y[i+1] +
x[i+2] * y[i+2] +
x[i+3] * y[i+3]);
}
for (;
i <
n;
i++)
{
  res += x[i] * y[i];
}
return res;
}