主要观点:2023 年 9 月用 Zig 编写的第一个程序是数独求解器,实现了舞蹈链接(DLX)算法,近期重新审视以进行基准测试并提高速度。
关键信息:
- DLX 算法:用于解决“精确覆盖”问题的高效回溯算法,通过 0 和 1 的矩阵实现。
- 数独到精确覆盖问题的转换:生成 499 列表示各种约束条件,每个数独单元格赋值满足 4 个约束。
- 优化步骤:初始手动管理内存分配,后优化为一次分配一行的 4 个单元格等,最终去除 DLX 结构的堆分配,优化数独准备步骤。
- 性能提升:设置 Zig 标志 -Doptimize=ReleaseFast 后性能大幅提升,多线程可进一步提高吞吐量。
重要细节: - 舞蹈链接算法用矩阵模型表示精确覆盖问题,1 表示部分解决方案满足给定约束。
- 数独转换的 4 种约束条件及每个单元格赋值满足的约束。
- 优化过程中关于内存分配的各种尝试及效果,如从多次分配到一次分配多个单元格等。
- 尝试去除递归、使用 Hotspot 等工具进行性能分析及调整。
- 最终程序在 zig 0.14.1 下平均每谜题耗时 0.061ms,多线程可大幅提高效率。
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