括弧でくくる: Sample 2: 応用1(C)
■ 概要
このサンプルでは式(1)にしたがって配列x, y, zから配列uを計算します。式(1)では掛け算が3回、足し算が2回あります。式(1)をきれいに因数分解はできませんが、部分的に因数分解すれば掛け算が一つ減らすことができます。
... 式(1)
下の｢回答例」ボタンをクリックすれば、式(2)に回答例が表示されます。興味がある方はクリックする前にぜひ考えてみてください。
... 式(2)
Code 1は式(1)によってコーディングしたものです。Code 2は式(2)によってコーディングしたものです。配列x, y, z, uのサイズnは10,000とします。計算時間が非常に短いので、より正確な計算時間を得るためにこの計算は100,000回まわします。
■ ソースコード
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◆ Code 1
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◆ Code 2
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
int i,j;
int n = 10000, m = 100000;
// Initialization
double *x = new double[n];
double *y = new double[n];
double *z = new double[n];
double *u = new double[n];
for (i=0; i<n; i++) x[i] = rand();
for (i=0; i<n; i++) y[i] = rand();
for (i=0; i<n; i++) z[i] = rand();
// Start time
clock_t time0 = clock();
// Main calculation
for (j=0; j<m; j++)
for (i=0; i<n; i++)
u[i] = x[i] * y[i] + y[i] * z[i] + z[i] * x[i];
// Finish time
clock_t time1 = clock();
// Output time
double time = (double)(time1-time0)/CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time = %15.7f sec\n", time);
delete[] x;
delete[] y;
delete[] z;
delete[] u;
return 0;
}
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
int main()
{
int i,j;
int n = 10000, m = 100000;
// Initialization
double *x = new double[n];
double *y = new double[n];
double *z = new double[n];
double *u = new double[n];
for (i=0; i<n; i++) x[i] = rand();
for (i=0; i<n; i++) y[i] = rand();
for (i=0; i<n; i++) z[i] = rand();
// Start time
clock_t time0 = clock();
// Main calculation
for (j=0; j<m; j++)
for (i=0; i<n; i++)
u[i] = x[i] * (y[i] + z[i]) + y[i] * z[i];
// Finish time
clock_t time1 = clock();
// Output time
double time = (double)(time1-time0)/CLOCKS_PER_SEC;
printf("Time = %15.7f sec\n", time);
delete[] x;
delete[] y;
delete[] z;
delete[] u;
return 0;
}
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■ 計算時間の測定結果
Code 1とCode 2の計算時間の測定結果を表1に示します。ここではそれぞれのコードを5回実行して、平均とCode 1とCode 2との計算時間の比率も表示します。
表1 計算時間の測定結果(単位: sec)
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1回目 |
2回目 |
3回目 |
4回目 |
5回目 |
平均 |
倍率 |
| Code 1 |
7.21 |
7.36 |
7.53 |
7.55 |
7.32 |
7.39 |
1.15 |
| Code 2 |
6.36 |
6.38 |
6.63 |
6.36 |
6.36 |
6.41 |
- |
■ 考察
Code 1はCode 2に比べて掛け算が1回多いため、計算時間も1.15倍遅いという結果が得ました。
