最不常见的多重算法的速度(java)



我正试图解决欧拉问题:目前,我的速度定义步骤是计算两个数字的最小公倍数。那么,这些方法中哪一种更快呢?为什么?

    public static int lcm(int a, int b){
        for(int test = a; true; test += a){
            if(test % b == 0)
                return test;
        }
    }

    public static int lcm(int a, int b){
        for(int i = 1; true; i++){
            if(i*a % b == 0)
                return i*a;
        }
    }

我认为这里的根本问题是,乘法和加法哪个更快。

谢谢。

(在让我展示我的其余代码之前/说我不应该专注于程序的这一部分:我的问题不是如何得到问题的答案,而是如何使这一部分更快。)

粗略地说,为了创建快速代码,避免一切会导致汇编代码缓慢的事情。这包括:

  • 临时(此处:循环变量)

  • 常数(此处:true)

  • 条件检查(此处:true)

  • 乘法(此处:i*a)

  • Modulo(此处:测试%b)

  • 不要依赖编译器优化

临时、模和一的比较是算法固有的,因此是不可避免的。所以它会产生这样的结果:

public int euler(int a, int b) {
    int test = a;
    while (test % b != 0) {
        test += a;
    }
    return test;
}

如果你稍微修改(数字)算法为等效方程,你可以完全消除乘法:

public int own(int a, int b) {
    int x = a;
    for (int y = 0;; x += a) {
        while (y < x) {
            y += b;
        }
        if (x == y)
            break;
    }
    return x;
}

顺便说一句:如果你要找到大数字的LCM,也许你最好使用欧几里得的GCD算法。因此LCM(a,b)=a*b/GCD(a,b)。Java类BigInteger.gcd()中已经有了一个有效的实现。

现在评论或预测哪一个更快还为时过早。

您的两个程序将进行相同数量的迭代,如下所述。

在情况1中,您将每一步增加一个

在情况2中,您将倍数增加1,这与增加a相同。

让我们以案例1 为例

public static int lcm(int a, int b){
    for(int test = a; true; test += a){
        if(test % b == 0)
            return test;
    }
}

if语句和return语句中都必须避免乘法运算。

在情况2中,使用increment operator并在ifreturn中相乘。它在每个if条件下相乘。

增量操作可以通过使用组件的增量操作来优化,因此它可以比添加更快

情况1中的额外时间是由增加的

在情况2中,情况2中的额外时间是递增的,并且在每个if条件下和在成功if条件的返回时相乘。

如果乘法比加法慢,则情况2比情况1稍慢。您可能只会在大量的测试运行中注意到细微的差异。

请注意,还有其他因素也会影响性能。

因此,在得出最终结论之前,必须对这两个代码进行分析,以了解所用时间的差异。

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