Выполнение операторов в 'parallel'

Специальный случай: замена значения двух переменных

_{(Общее решение см. Ниже).}

Чтобы поменять значения двух переменных на C ++, вы всегда должны использовать swap :

 using std::swap; swap(x, y); // Do NOT say: std::swap(x, y) -- Read about Koenig lookup! 

Не беспокойтесь, как он это сделает; он будет делать это очень быстро . Реализация стандартной библиотеки C ++ сделает все возможное, чтобы оптимизировать ее до одной инструкции, если процессор поддерживает ее (но стандарт не говорит об этом реализации). Для переменных только для регистров существует, например, инструкция x86 xchg которая сделает это как можно быстрее. Не пытайтесь настроить его с помощью «трех операций xor», это не будет быстрее. Если вам не повезло, он не будет оптимизирован для чего-то вроде xchg .

Общая операция swap в C ++ 03 вводит временную переменную и выполняет три копии. В C ++ 11 есть перемещение-семантика, и объекты скорее перемещаются, чем скопированы. Для ваших собственных типов , скажем, некоторой структуры данных, которая содержит только указатель на фактические данные, вы должны оптимизировать эту процедуру, чтобы заставить ее выполнять в постоянное время:

• В C ++ 03 вы можете либо специализировать std::swap либо реализовать свою собственную функцию swap в своем пространстве имен (см. Два верхних ответа на этот вопрос), чтобы оптимизировать обмен: просто поменяйте каждый член вашего класса, чтобы поменять свои данные. Для примера структуры данных, содержащего только указатель, просто поменяйте указатели.

• В C ++ 11 есть новая семантика перемещения , которая позволяет вам осуществлять перемещение данных от одного к другому объекту, что приведет к очень похожему поведению. (Перемещение семантики было введено для более общих проблем, таких как обмен двумя объектами: если один объект больше не нужен, но другой должен быть «копией» первого, его можно просто перемещать.) Читайте о семантике перемещения и переместите конструктор для деталей.

• Для C ++ 03 и C ++ 11 существует альтернативный способ: вы можете реализовать неявно общие данные и копировать-на-запись для тяжелых классов, таких как структуры данных. В приведенном выше примере, где ваша структура данных содержит указатель на фактические данные, выполните подсчет ссылок. При копировании структуры данных просто увеличьте контрольный счетчик на единицу. При изменении данных убедитесь, что он не является общим (ref count = 1), иначе «отделите» его, скопировав его только тогда. Это приводит к операции копирования и свопинга с постоянным временем.

Общий случай: множественные произвольные выражения

Для других операторов, которые не зависят от ввода / вывода, например (a, b) = (x, y) , просто напишите их «как есть», и он будет работать как минимум отлично конвейерно, так как они не имеют никакой зависимости:

 a = x; b = y; 

Если они зависят от ввода / вывода, как и ваш пример в редактировании, вы можете разделить его и ввести временные ряды. Вы не сделаете себе одолжение, пытаясь решить такие с помощью причудливых трюков выражения, таких как xor-ing. Компилятор знает много трюков для ассемблера (например, xchg ), вы знаете только трюки, чтобы выразить их на простом C ++ (например, xor).

В C ++ 11 существует std::tuple и std::tie позволяющая назначать несколько выражений без введения временных рядов (они будут введены за кулисами для хранения значений, хранящихся в кортеже, и попытаются оптимизировать их полностью или, по крайней мере, только с использованием регистров для их удержания, если это возможно):

 using std::tie; using std::make_tuple; tie(ones, twos) = make_tuple((ones ^ n) ^ ~twos, (ones & n) | (twos & ~n)); 

Обратите внимание, что типы пары / кортежей правой стороны должны соответствовать целевым значениям с левой стороны, поскольку здесь не подразумевается преобразование. Если вы столкнулись с проблемами, выполните static_cast с правой стороны, сообщите std::make_tuple о явных типах или просто используйте конструктор для std::tuple требующий явных типов, например:

 using std::tie; using std::tuple; tie(ones, twos) = tuple<int,int>((ones ^ n) ^ ~twos, (ones & n) | (twos & ~n)); 

Если x и y являются целыми числами, существуют различные быстрые трюки для их замены в одной строке:

http://cpptruths.blogspot.com/2006/04/swapping-two-integers-in-one-liner.html