神奇的Duff‘s device

最新推荐文章于 2024-06-13 15:54:31 发布
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Duff's device是一种利用C语言switch语句特性的循环优化技术，通过结合do-while循环，减少循环次数，提高执行效率。文章通过一个复制函数的例子展示了如何使用Duff's device，解释了其实现原理和工作流程，揭示了C语言在switch语句规范上的灵活性。

C语言编程领域，达夫设备（Duff's device）是一种将循环展开执行，从而提高执行效率的一种技术方法。

汤姆·达夫于1983年11月发明了这种方法，可能是迄今为止利用C语言switch语句特性所作的最巧妙的实现。

通过一个简单的例子，来理解一下什么是Duff's device.

比如，一个循环复制的函数实现(只是例子，不考虑memcpy)：

void send( int * to, int * from, int count) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        *to++ = *from++;
    }
}

如果count 是10000，那么就需要循环10000次。这么多次数的循环，对CPU利用率并不高。


用Duff's device 方法改写后的代码，展示如下：

void send( int * to, int * from, int count) {
    int n = (count + 7 ) / 8;
    switch (count % 8 ) {
    case 0 :    do { * to ++ = * from ++ ;
    case 7 :          * to ++ = * from ++ ;
    case 6 :          * to ++ = * from ++ ;
    case 5 :          * to ++
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冷知识：达夫设备(Duff‘s Device)效率真的很高吗?
李肖遥的专栏
07-06 609
相信大家写业务逻辑的时候，都是面向if、else、for、while、switch编程。但是你见过switch嵌套do…while吗？ 先上代码 void send( int * to, int * from, int count) { int n = (count + 7 ) / 8 ; switch (count % 8 ) { case 0 : do { * to ++ = * from ++ ; case 7 : * to ++ = * fro
达夫设备（Duff's Device）的详细说明
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 前几天在网上看见了一段代码，叫做“Duffs Device”，后经验证它曾出现在Bjarne的TC++PL里面：  void send( int * to, int * from, int count)          //    Duff设施，有帮助的注释被有意删去了   {          int n = (count + 7 ) / 8 ;          switch
C 语言之 Duff’s Device
Quintin的博客
06-13 653
Duff's device 是一种优化循环展开技术，用于提高数据复制或处理的效率。由 Tom Duff 在 1983 年提出，主要通过将循环展开和 switch-case 语句结合，减少循环控制的开销。
达夫设备（Duff‘s Device）浅析
semicolon_hello的专栏
01-23 2898
达夫设备的核心优化思想是循环展开，通过减少循环迭代的次数来减少循环控制的开销，从而提高代码的执行效率。然而，这种技巧牺牲了代码的可读性，很容易导致代码维护上的困难，并且现代编译器的优化通常能够自动进行循环展开，所以它现在更多的是一个编程领域的趣闻，而不是推荐使用的代码实践。这段代码做的事情是将from指向的内存区域中的数据拷贝到to指向的内存区域中，拷贝的长度为count个字节。switch语句跳转到对应的case标签。这里的case标签作用是标记接下来需要执行的数据复制操作的起始点。
Duff's Device (达夫设备)
msquare的专栏
08-25 874
http://blogs.sun.com/weixue/entry/duff_s_device_%E8%BE%BE%E5%A4%AB%E8%AE%BE%E5%A4%87 这是个很棒的迂回循环展开法, 由 Tom Duff 在 Lucasfilm 时所设计。它的 ``传统" 形态, 是用来复制多个字节: register n = (count + 7) / 8; /* cou
达夫设施
nicky_zs的专栏
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前几天在网上看见了一段代码，叫做“Duffs Device”，后经验证它曾出现在Bjarne的TC++PL里面： void send(int *to, int *from, int count)        //   Duff设施，有帮助的注释被有意删去了 ...{        int n = (count + 7) / 8;        switch (count % 8) ..
【达夫设备】switch case & Duff‘s Device
qq_42247231的博客
05-02 843
微信搜索：编程笔记本 微信搜索：编程笔记本 点击上方蓝字关注我，我们一起学编程 欢迎小伙伴们分享、转载、私信、赞赏 今天来看一个很有名的达夫设备 (Duff’s Device) 算法。 在看达夫设备算法之前，我们先来看一下 C 语言中的 switch case 语法。下面用一个例子来演示一下基本用法： #include <stdio.h> int main() { int i = 1; switch (i) { case 0: {
Duff’s Device
weixin_44051815的博客
11-29 230
循环基本上算是当前项目中不可或缺的部分，但是过多的循环会带来一定的性能开销，增加总体运行时间。而减少迭代次数能够优化性能。 Duff’s Device 代码的思路就是每次循环都执行八次函数，这样很明显会减少迭代的次数。不过，只有在迭代次数比较多时，才能够有明显的效率提升。 var counter = Math.floor(items.length/8) startAt = item...
达夫设备(Duff‘s Device)
qq_28938511的博客
10-14 1346
一、简介 看到标题，大家也许知道我们要讲的内容是什么了。但是很多人可能又对这个达夫设备(Duff's Device)感到很陌生，这到底是什么东东啊？所谓的Duff's Device其实只是一种代码的特殊写法，他将switch和do...while结合起来使得算法效率变高，先上代码： void fDuffDevice( int * to, int * from, int count) { int n = (count + 7 ) / 8 ; switch (count % 8 )
Duff's device
subkiller的专栏
11-04 4691
算法
达夫设备(duff‘s device)
weixin_43868793的博客
04-01 665
达夫设备用于拷贝加速 #include <ctime> #include <iostream> void my_memcopy_0(void *dest, const void *src, size_t len) { char *d = (char *)dest; char *s = (char *)src; for (int i = 0; i < len; ++i) { d[i] = s[i]; } } void my_memcopy_1(voi.
什么是达夫设备（Duff's Device）
weixin_33957648的博客
03-27 373
在看《你必须知道的496个C语言问题》一书中，提到"达夫设备"这个东西，主要是下面的代码： register n = (count + 7) / 8; /\* count > 0 assumed \*/ switch (count % 8) { case 0: do { \*to = \*from++; case 7: \*...
达夫设备（Duff‘s Device）
劲枫的博客
03-22 622
众所周知，过多的循环会带来一定的性能开销，增加总体运行时间。而减少迭代次数能够优化性能。”Duff’s Device” 作为广为人知的一种限制循环迭代次数的模式，还是有必要了解的。 下面贴出了几个js版本的Duff's Device实现方式 function duff(items) { var len = items.length, //缓存局部变量 iterations = Math.floor(len / 8), //商数，存放duff迭代次数 startAt = len .
C 语言中的达夫设备 Duff’s Device
scott.cgi
08-08 2943
在495个必须知道的C语言问题这本书中，提到了一个达夫设备另类的算法设计技巧。如下： register n = (count + 7) / 8; /* count > 0 assumed */ switch (count % 8) { case 0: do { *to = *from++; case 7: *to = *from++; case 6: *to = *from++; case 5:
Duff's device（C循环展开）
Coder
02-05 1804
Duff's device实际上就是用循环展开的方式来提高程序效率的办法，循环展开可以有效利用CPU资源提升效率，当然我们也可以不借助它，可以分两步走，第一步展开，第二步计算剩下部分，但是代码不简洁，通用性也没有这个强。 下面介绍下Duff's device，假定要copy 20 个字节 int count; // Set to 20 {
(C/C++) 效率黑科技-Duff’s Device
cuber-lotus的博客
06-15 1008
具体如何操作，那就要看具体的编译器是怎么实现的了，一些资料显示这类函数会专门调用一些特定的汇编指令，极大的增加了运算的速度。令人惊讶的事情出现了，Duff’s Device的操作居然没有普通for循环暴力快。保证两者的操作相对位置一致。具体的，是在指针进行递增操作的同时进行解引用操作(取值操作)，然后进行赋值。但是对于这个循环，循环体内的操作非常简单，但是循环判断条件确一次也不能少。分别对余量进行操作，这里的余量只可能是[0, 8]闭区间的数量。可惜的是，这种语法操作在部分语言中并不支持，如java。
Duff's Device
代码如诗
05-26 766
switch 的用法
duff's device
weixin_30955617的博客
04-03 143
const duffDevice = (items, process) => { let iterations = Math.floor(items.length / 8); let startAt = items.length % 8; let i = 0; do { switch(startAt) { case 0 :...
简单举几例c语言常用案例
最新发布
06-15
### C语言常用案例与示例代码 C语言作为一种功能强大且灵活的编程语言，广泛应用于系统开发、嵌入式开发以及算法实现等领域。以下是一些经典的C语言案例和示例代码： #### 1. 字符串操作 字符串是C语言中常见的数据类型之一，通过标准库函数可以轻松完成字符串长度计算、比较等操作。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char str[] = "Hello, World!"; printf("字符串长度: %lu\n", strlen(str)); // 计算字符串长度[^1] return 0; } ``` #### 2. Duff's Device 示例 Duff's Device 是一种优化循环性能的经典技巧，利用了 `switch` 语句的特性，常用于批量数据处理。 ```c #include <stdio.h> void send(int *to, int *from, int count) { int n = (count + 7) / 8; // 每次处理8个元素 switch (count % 8) { case 0: do { *to++ = *from++; case 7: *to++ = *from++; case 6: *to++ = *from++; case 5: *to++ = *from++; case 4: *to++ = *from++; case 3: *to++ = *from++; case 2: *to++ = *from++; case 1: *to++ = *from++; } while (--n > 0); } } int main() { int src[8] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; int dest[8]; send(dest, src, 8); for (int i = 0; i < 8; i++) { printf("%d ", dest[i]); } return 0; } ``` 此代码展示了如何通过 `switch` 实现高性能的数据复制[^2]。 #### 3. 猜数字游戏 这是一个简单的交互式程序，用户需要猜测一个随机生成的数字，直到猜对为止。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> int main() { int num, guess, count = 0; srand(time(NULL)); num = rand() % 100 + 1; printf("猜数字游戏开始！\n"); do { printf("请输入一个1到100之间的整数："); scanf("%d", &guess); count++; if (guess > num) { printf("太大了！\n"); } else if (guess < num) { printf("太小了！\n"); } } while (guess != num); printf("恭喜您猜对了，共猜了%d次！\n", count); return 0; } ``` 此代码实现了基本的用户输入和条件判断逻辑[^3]。 #### 4. 错误代码定义与返回值 在嵌入式开发中，错误代码的定义和使用是非常重要的，确保程序的健壮性和可维护性。 ```c typedef enum { SYS_PG_OK = 0, SYS_PG_FAIL = -1, SYS_MEM_ERR = -2, SYS_TIMEOUT = -3 } ERR_CODE_t; ERR_CODE_t ipu_power_up_then_init() { ERR_CODE_t err_code = SYS_PG_OK; // 初始化错误代码为正常状态 // ... 函数实现 ... return err_code; } ``` 上述代码展示了如何定义枚举类型以表示错误代码，并将其作为函数返回值[^4]。 --- ###
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