Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
C++で末尾再帰を最適化したい / Cpp-tail-recursion-elimination
Search
Shinonome517
July 13, 2022
Programming
0
860
C++で末尾再帰を最適化したい / Cpp-tail-recursion-elimination
07/13 RICORA Programming TeamのLTで用いた発表スライド
Shinonome517
July 13, 2022
Tweet
Share
More Decks by Shinonome517
See All by Shinonome517
Slide for lt-20220511
shinonome517
0
820
Other Decks in Programming
See All in Programming
実は歴史的なアップデートだと思う AWS Interconnect - multicloud
maroon1st
0
290
PostgreSQLで手軽にDuckDBを使う!DuckDB&pg_duckdb入門/osc25hi-duckdb
takahashiikki
0
230
公共交通オープンデータ × モバイルUX 複雑な運行情報を 『直感』に変換する技術
tinykitten
PRO
0
180
re:Invent 2025 のイケてるサービスを紹介する
maroon1st
0
160
チームをチームにするEM
hitode909
0
430
Spinner 軸ズレ現象を調べたらレンダリング深淵に飲まれた #レバテックMeetup
bengo4com
1
210
TerraformとStrands AgentsでAmazon Bedrock AgentCoreのSSO認証付きエージェントを量産しよう!
neruneruo
4
2.2k
AIエージェントの設計で注意するべきポイント6選
har1101
6
2.9k
GISエンジニアから見たLINKSデータ
nokonoko1203
0
190
Tinkerbellから学ぶ、Podで DHCPをリッスンする手法
tomokon
0
150
Python札幌 LT資料
t3tra
7
1.1k
はじめてのカスタムエージェント【GitHub Copilot Agent Mode編】
satoshi256kbyte
0
140
Featured
See All Featured
Designing for Performance
lara
610
70k
Put a Button on it: Removing Barriers to Going Fast.
kastner
60
4.1k
Reality Check: Gamification 10 Years Later
codingconduct
0
2k
Joys of Absence: A Defence of Solitary Play
codingconduct
1
260
Visualization
eitanlees
150
16k
WENDY [Excerpt]
tessaabrams
9
35k
Why You Should Never Use an ORM
jnunemaker
PRO
61
9.7k
Game over? The fight for quality and originality in the time of robots
wayneb77
1
73
JavaScript: Past, Present, and Future - NDC Porto 2020
reverentgeek
52
5.8k
The Art of Programming - Codeland 2020
erikaheidi
56
14k
The AI Search Optimization Roadmap by Aleyda Solis
aleyda
1
5k
Data-driven link building: lessons from a $708K investment (BrightonSEO talk)
szymonslowik
1
860
Transcript
C++ で末尾再帰を最適化 したい B3 Shinonome 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 1
結論 末尾再帰とは、関数のreturn 処理直前のみで再帰呼び出しを行う再 帰である C++(GNU GCC) では-O2 レベルの最適化を行うことで末尾再帰最適 化がなされる 2022/06/03
© 2022 @Shinonome517Stu 2
動機 C++ でも再帰を書きてぇなぁ・・・ 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 3
末尾再帰最適化とは 以下三つを理解している必要がある 関数呼び出しの仕組み 再帰呼び出し 末尾関数呼び出し 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 4
関数呼び出しの仕組み サブルーチンを呼ぶ際、次の命令が格納されているアドレスをスタッ クに積む(PUSH) メインルーチンに戻る際、次の命令が格納されているアドレスをスタ ックから読み取る(POP) → スタック領域が消費される 2022/06/03 © 2022
@Shinonome517Stu 5
出典 IPA :セキュアプログラミング講座 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 6
再帰呼び出し 関数内部で、自分自身を呼び出す関数呼び出しのこと ベースケースに到達するまで、関数を呼び出し続ける → スタックオーバーフローの危険がある 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 7
再帰呼び出し int fib(int n){ if(n == 0){ return 0; }
else{ return fib(n-1) + fib(n-2); } } 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 8
末尾関数呼び出し return 処理の直前に関数を呼び出しをしている、関数呼び出しのこと 下の例では特に再帰呼び出しでもあるので、末尾再帰呼び出しになっ ている 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 9
末尾関数呼び出し int sigma(int n, int ans){ if(n <= 0){ return
ans; } else{ return sigma(n - 1, ans + n); } } 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 10
末尾再帰最適化 通常の再帰呼び出しでは、スタック領域を使い果たしてしまう場合が ある → 末尾再帰の場合に限って、ただのジャンプ命令にすることができる → 末尾再帰最適化 2022/06/03 © 2022
@Shinonome517Stu 11
C++ で末尾再帰を最適化する 和を求める関数を末尾再帰で実装 k k=1 ∑ n 2022/06/03 ©
2022 @Shinonome517Stu 12
ソースコード #include <iostream> #include <cstdint> using namespace std; int64_t sigma(int64_t
n, int64_t ans){ if(n <= 0) return ans; else return sigma(n - 1, ans + n); } int main(){ cout << "sigma(100): " << sigma(100, 0) << endl; cout << "sigma(10000000): " << (int64_t)sigma(10000000, 0) << endl; } 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 13
コンパイル gdb を用いるので-g オプションをつける 以下3 パターンのコンパイルを試す 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu
14
最適化オプションなし g++ -g -Wall sigma-rec.cpp -o no-opt.out O1 最適化オプション g++
-g -Wall -O1 sigma-rec.cpp -o opt.out O2 最適化オプション g++ -g -Wall -O2 sigma-rec.cpp -o opt2.out 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 15
実行結果 上から順に「最適化オプションなし」, 「O1 最適化オプション」, 「O2 最適化オプション」の実行結果 →O2 最適化オプションを付した実行ファイルのみ、正しく実行できて いる 2022/06/03
© 2022 @Shinonome517Stu 16
実行結果 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 17
gdb 解析結果 ターミナルで gdb ./"file name" (gdb) disass sigma でsigma
関数を逆アセンブルした 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 18
最適化オプションなし 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 19
O1 最適化オプション 余分な処理は消されているようだが、call 命令(関数呼び出し)は行 われている 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 20
O2 最適化オプション call 命令(関数呼び出し命令)が消えている 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 21
感想 最適化処理すげー 末尾再帰最適化を行える環境では、積極的に末尾再帰を利用したい 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 22
参考資料 関数呼び出しの仕組み IPA セキュア・プログラミング講座 CodeZine インラインアセンブラで学ぶアセンブリ言語 第3 回 GNU g++
最適化オプション 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 23
ご清聴ありがとうございました 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 24
おまけ 処理系が違えば、最適化の方法も異なる 以下はClang(Apple) でコンパイルされたsigma 関数を逆アセンブルし た結果 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu
25
最適化オプションなし 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 26
O1 最適化オプション 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 27
O2 最適化オプション 2022/06/03 © 2022 @Shinonome517Stu 28