深入探讨用位掩码代替分支(6):VB6速度测试

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了深入探讨用位掩码代替分支(6):VB6速度测试前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

  前面我们测试了C系列语言,验证了位掩码算法的确实性能不错。那么对于Basic系列语言,该算法的效率怎样呢?于是本文对此进行探讨。
  VB.Net与C#一样,也是由.Net虚拟机执行的,没有多大的测试价值。所以我决定测试VB6。

一、移植要点

  VB6的功能与C系列语言差很多。很多地方需要换另一种方法去实现,甚至不能实现。
  要点有——
1.VB6不支持控制台程序,只支持窗口程序。所以我们的测试程序得修改为窗口程序。
2.VB6不支持指针,所以依靠数组。幸好现在的操作比较简单,用数组的性能损失不大。
3.VB6没有带符号移位运算法,所以无法实现f3_sar函数
4.VB6和C#一样不支持宏,所以得手动实现代码。虽然可以将LIMITSU_BYTE这些宏改写为函数,但函数调用开销会影响性能。于是增加了f2_negB这个测试函数来验证这一论断。
5.VB6不支持条件运算符(?:)。所以只能利用单行If语句来实现f0_if函数
6.虽然VB6提供了IIf函数,但它是靠变体类型来传递参数的,性能十分低下。于是增加了f1_iif这个测试函数来验证这一论断。
7.VB6的Not、And、Or、Xor运算符实际上是位运算符,可用来代替C语言中的~、&、|、^。
8.VB6默认的参数传递模式时ByRef(传引用)模式。在编写函数时,最好明确写清楚参数传递模式。因为对数组元素进行操作时,ByRef会造成额外的锁定/解锁操作,影响性能。(例如将LIMITSU_BYTE的参数改为ByRef,速度会慢一些)
9.VB6不支持函数指针或委托,所以得为每一个测试函数编写代码


二、全部代码

  全部代码——

' Win32 API
Private Declare Function timeGetTime Lib "winmm.dll" () As Long


' 数据规模
Private Const DATASIZE As Long = 16384   ' 128KB / (sizeof(signed short) * 4)

' 缓冲区
Private bufS(0 To DATASIZE * 4 - 1) As Integer    ' 源缓冲区。64位的颜色(4通道,每通道16位)
Private bufD(0 To DATASIZE * 4 - 1) As Byte   ' 目标缓冲区。32位的颜色(4通道,每通道8位)

' 用if分支做饱和处理
Private Sub f0_if(ByRef pbufD() As Byte,ByRef pbufS() As Integer,ByVal cnt As Long)
    Dim i As Long
    Dim p As Long   ' 当前位置
    p = 0
    For i = 0 To cnt - 1
        ' 分别对4个通道做饱和处理
        If pbufS(p) < 0 Then pbufD(p) = 0 Else If pbufS(p) > 255 Then pbufD(p) = 255 Else pbufD(p) = pbufS(p)
        p = p + 1
        If pbufS(p) < 0 Then pbufD(p) = 0 Else If pbufS(p) > 255 Then pbufD(p) = 255 Else pbufD(p) = pbufS(p)
        p = p + 1
        If pbufS(p) < 0 Then pbufD(p) = 0 Else If pbufS(p) > 255 Then pbufD(p) = 255 Else pbufD(p) = pbufS(p)
        p = p + 1
        If pbufS(p) < 0 Then pbufD(p) = 0 Else If pbufS(p) > 255 Then pbufD(p) = 255 Else pbufD(p) = pbufS(p)
        p = p + 1
    Next i
End Sub

' 用IIF函数做饱和处理
Private Sub f1_iif(ByRef pbufD() As Byte,ByVal cnt As Long)
    Dim i As Long
    Dim p As Long   ' 当前位置
    p = 0
    For i = 0 To cnt - 1
        ' 分别对4个通道做饱和处理
        pbufD(p) = IIf(pbufS(p) < 0,IIf(pbufS(p) > 255,255,pbufS(p)))
        p = p + 1
        pbufD(p) = IIf(pbufS(p) < 0,pbufS(p)))
        p = p + 1
    Next i
End Sub

' 用位掩码做饱和处理.用求负生成掩码
Private Sub f2_neg(ByRef pbufD() As Byte,ByVal cnt As Long)
    Dim i As Long
    Dim p As Long   ' 当前位置
    p = 0
    For i = 0 To cnt - 1
        ' 分别对4个通道做饱和处理
        pbufD(p) = ((pbufS(p) And (pbufS(p) >= 0) Or (pbufS(p) >= 256)) And &HFF)
        p = p + 1
        pbufD(p) = ((pbufS(p) And (pbufS(p) >= 0) Or (pbufS(p) >= 256)) And &HFF)
        p = p + 1
        pbufD(p) = ((pbufS(p) And (pbufS(p) >= 0) Or (pbufS(p) >= 256)) And &HFF)
        p = p + 1
        pbufD(p) = ((pbufS(p) And (pbufS(p) >= 0) Or (pbufS(p) >= 256)) And &HFF)
        p = p + 1
    Next i
End Sub

Private Function LIMITSU_BYTE(ByVal n As Integer) As Byte
    LIMITSU_BYTE = ((n And (n >= 0) Or (n >= 256)) And &HFF)
End Function

' 调用LIMITSU_BYTE函数
Private Sub f2_negB(ByRef pbufD() As Byte,ByVal cnt As Long)
    Dim i As Long
    Dim p As Long   ' 当前位置
    p = 0
    For i = 0 To cnt - 1
        ' 分别对4个通道做饱和处理
        pbufD(p) = LIMITSU_BYTE(pbufS(p))
        p = p + 1
        pbufD(p) = LIMITSU_BYTE(pbufS(p))
        p = p + 1
        pbufD(p) = LIMITSU_BYTE(pbufS(p))
        p = p + 1
        pbufD(p) = LIMITSU_BYTE(pbufS(p))
        p = p + 1
    Next i
End Sub

Private Sub OutLog(ByRef s As String)
    txtOut.Text = txtOut.Text & s & Chr(13) & Chr(10)
    txtOut.Refresh
    DoEvents    ' 响应界面事件
End Sub

' 进行测试
Private Sub runTest(ByVal bFull As Boolean)
    Const MaxI As Long = 3  ' 多次测试
    Const MaxJ As Long = 4000   ' 重复运算几次延长时间,避免计时精度问题
    Dim tm0 As Long,tm1 As Long    ' 执行时 间
    Dim i As Long,j As Long
    
    ' begin
    btnTest.Enabled = False
    btnTestFull.Enabled = False
    txtOut.Text = ""
    Call OutLog("== noif:VB6 ==")
    
    ' f0_if
    For i = 1 To MaxI   ' 多次测试
        tm0 = timeGetTime()
        For j = 1 To MaxJ   ' 重复运算几次延长时间,避免计时精度问题
            Call f0_if(bufD,bufS,DATASIZE)
        Next j
        tm1 = timeGetTime() - tm0
        Call OutLog("f0_if[" & i & "]:" & Chr(9) & tm1)
    Next i
    
    ' f1_iif
    If bFull Then
        For i = 1 To MaxI   ' 多次测试
            tm0 = timeGetTime()
            For j = 1 To MaxJ   ' 重复运算几次延长时间,避免计时精度问题
                Call f1_iif(bufD,DATASIZE)
            Next j
            tm1 = timeGetTime() - tm0
            Call OutLog("f1_iif[" & i & "]:" & Chr(9) & tm1)
        Next i
    End If
    
    ' f2_neg
    For i = 1 To MaxI   ' 多次测试
        tm0 = timeGetTime()
        For j = 1 To MaxJ   ' 重复运算几次延长时间,避免计时精度问题
            Call f2_neg(bufD,DATASIZE)
        Next j
        tm1 = timeGetTime() - tm0
        Call OutLog("f2_neg[" & i & "]:" & Chr(9) & tm1)
    Next i
    
    ' f2_negB
    For i = 1 To MaxI   ' 多次测试
        tm0 = timeGetTime()
        For j = 1 To MaxJ   ' 重复运算几次延长时间,避免计时精度问题
            Call f2_negB(bufD,DATASIZE)
        Next j
        tm1 = timeGetTime() - tm0
        Call OutLog("f2_negB[" & i & "]:" & Chr(9) & tm1)
    Next i
    
    ' end
    btnTest.Enabled = True
    btnTestFull.Enabled = True
End Sub

Private Sub btnTest_Click()
    Call runTest(False)
    btnTest.SetFocus
End Sub

Private Sub btnTestFull_Click()
    Call runTest(True)
    btnTestFull.SetFocus
End Sub

Private Sub Form_Load()
    Dim i As Long
    ' 初始化
    Randomize
    For i = 0 To DATASIZE * 4 - 1
        bufS(i) = CInt(Rnd() * 512) - 128   ' 使数值在 [-128,383] 区间
    Next i
    Exit Sub
End Sub

Private Sub Form_Resize()
    ' 是文本框自适应窗口尺寸
    Call txtOut.Move(0,txtOut.Top,Me.ScaleWidth,Me.ScaleHeight - txtOut.Top)
End Sub

Private Sub Form_Unload(Cancel As Integer)
    '
End Sub



三、配置与编译

3.1 配置编译优化

  步骤如下——
1.点击菜单栏 “工程”->“属性”,打开工程属性对话框。
2.点击“编译”,切换到“编译”页面
3.点击选择“编译为本机代码”、“代码速度优化”。

4.点击“高级优化”,打开“高级优化”对话框。
5.勾选所有的复选框,点击“确定”关闭“高级优化”对话框。

6.点击“确定”关闭工程属性对话框。


3.2 获取编译器生成的汇编代码

  获取编译器生成的汇编代码有助于分析程序性能。虽然VB6集成开发环境没有提供该功能,但可以通过替换“C2.exe”来获得汇编代码。详见——
http://sunh.hosp.ncku.edu.tw/~cww/html/q00545.html
获取VB编译后的LST文件


3.3 编译

  虽然可以在开发环境中按F5运行,但它实际上是以解释方式运行的。
  应该点击菜单栏 “文件”->“发布”,生成编译后的exe。
  因现在已经用上了“C2.exe”补丁,所以在编译过程中会提醒保存lst文件

四、测试结果

  运行编译后的“noifVB6.exe”。在32位winXP上的测试结果——

== noif:VB6 ==
f0_if[1]:	2844
f0_if[2]:	2859
f0_if[3]:	2844
f1_iif[1]:	83422
f1_iif[2]:	83453
f1_iif[3]:	83422
f2_neg[1]:	1078
f2_neg[2]:	1063
f2_neg[3]:	1078
f2_negB[1]:	2125
f2_negB[2]:	2125
f2_negB[3]:	2140


  在64位win7上的测试结果——

== noif:VB6 ==
f0_if[1]:	2839
f0_if[2]:	2824
f0_if[3]:	2839
f1_iif[1]:	90137
f1_iif[2]:	90137
f1_iif[3]:	90199
f2_neg[1]:	1061
f2_neg[2]:	1061
f2_neg[3]:	1061
f2_negB[1]:	2090
f2_negB[2]:	2090
f2_negB[3]:	2090


  硬件环境——
cpu:Intel Core i3-2310M,2100 MHz
内存:DDR3-1066


源码下载——
http://files.cnblogs.com/zyl910/noifVB6.rar (建议阅读编译器生成的汇编代码,位于“FrmNoifVB6.lst”)

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