本主題描述 DirectXMath 連結庫的優化考慮和策略。
- 謹慎使用存取子
- 使用正確的編譯設定
- 適當時使用 Est 函式
- 使用對齊的數據類型和作業
- 正確對齊配置
- 盡可能避免運算子多載
- 反正規
- 利用整數浮點雙重性
- 偏好範本表單
- 搭配 Direct3D 使用 DirectXMath
- 相關主題
謹慎使用存取子
以向量為基礎的作業會使用 SIMD 指令集，並使用這些特殊快取器。 存取個別元件需要從 SIMD 快取器移至純量緩存器，然後再返回一次。
可能的話，一次初始化 XMVECTOR 的所有元件會更有效率，而不是使用一系列的個別向量存取子。
使用正確的編譯設定
針對 Windows x86 目標，啟用 /arch：SSE2。 針對所有 Windows 目標，啟用 /fp：fast。
根據預設，針對 Window x86 目標的 DirectXMath 連結庫進行編譯時，會定義_XM_SSE_INTRINSICS_。 這表示所有 DirectXMath 功能都會使用 SSE2 指示。 不過，其他程式代碼也是如此。
DirectXMath 外部的程式代碼會使用編譯程式預設值來處理。 如果沒有此參數，產生的程式代碼通常會使用效率較低的 x87 程式代碼。
強烈建議您一律使用最新可用的編譯程式版本。
適當時使用 Est 函式
許多函式都有以 Est 結尾的對等估計函式。 這些函式會以某種精確度來提升效能。 Est 函式適用於可犧牲速度精確度的非關鍵計算。 確切的遺失精確度和速度增加量取決於平臺。
例如， XMVector3AngleBetweenNormalsEst 函式可用來取代 XMVector3AngleBetweenNormals 函 式。
使用對齊的數據類型和作業
支援 SSE2 之 Windows 版本的 SIMD 指令集，通常已對齊和未對齊的記憶體作業版本。 對齊作業的使用速度較快，而且應盡可能優先使用。
DirectXMath 連結庫可透過變異向量類型、結構和函式，提供對齊且未對齊的功能。 這些變體會以名稱結尾的 「A」 表示。
例如，XMStoreFloat4 和 XMStoreFloat4A 函式會分別使用未對齊的XMFLOAT4X4結構和對齊的XMFLOAT4X4A結構。
正確對齊配置
DirectXMath 連結庫基礎的 SSE 內建對齊版本比未對齊的要快。
基於這個理由，使用 XMVECTOR 和 XMMATRIX 物件的 DirectXMath 作業會假設這些物件會對齊 16 位元組。 如果程式代碼是使用建議的 Windows 針對 DirectXMath 連結庫進行編譯，這會針對堆棧型配置進行自動設定（請參閱 使用正確的編譯設定）編譯程式設定。 不過，請務必確保包含 XMVECTOR 和 XMMATRIX 物件的堆積配置，或轉換成這些類型，符合這些對齊需求。
雖然 64 位 Windows 記憶體配置會對齊 16 位元組，但根據預設，配置 32 位版本的 Windows 記憶體只會對齊 8 位元組。 如需控制記憶體對齊的資訊，請參閱 _aligned_malloc。
使用對齊的 DirectXMath 類型與標準範本連結庫 （STL） 時，您必須提供自訂配置器，以確保 16 位元組的對齊方式。 如需撰寫自定義配置器的範例，請參閱Visual C++ Team 部落格 （而不是 malloc/free，您想要在實作中使用_aligned_malloc和_aligned_free）。
備註
某些 STL 範本會修改所提供類型的對齊方式。 例如， make_shared<> 新增一些內部追蹤資訊，這些資訊可能或可能不會遵守所提供使用者類型的對齊方式，因而產生未對齊的數據成員。 在此情況下，您必須使用未對齊的類型，而不是對齊的類型。 如果您衍生自現有的類別，包括許多 Windows 執行時間物件，您也可以修改類別或結構的對齊方式。
盡可能避免運算子多載
為了方便起見，許多類型，例如 XMVECTOR 和 XMMATRIX 具有常見算術運算的運算子多載。 這類運算子多載通常會建立許多暫存物件。 建議您避免在效能敏感程序代碼中使用這些運算子多載。
反正規
為了支援接近 0 的計算，IEEE 754 浮點標準包含逐步下溢的支援。 透過使用反正規化值來實作漸進式下溢，處理反正規化時，許多硬體實作速度很慢。 要考慮的優化是停用 DirectXMath 所使用向量作業的反正規性處理。
變更反正規的處理是透過在線程前階段使用 _controlfp_s 例程來完成，而且可能會導致效能改善。 使用此程式碼來變更反惡意代碼的處理：
#include <float.h>;
unsigned int control_word;
_controlfp_s( &control_word, _DN_FLUSH, _MCW_DN );
備註
在 64 位版本的 Windows 上，SSE 指令會用於所有計算，而不只是向量作業。 變更反正規處理會影響程式中的所有浮點運算，而不只是 DirectXMath 所使用的向量作業。
利用整數浮點雙重性
DirectXMath 支援 4 個單精度浮點數或四個 32 位（帶正負號或不帶正負號）值的向量。
因為用來實作 DirectXMath 連結庫的指令集能夠將相同的數據視為多個不同類型的 ，例如，可以將相同的向量視為浮點和整數數據特定優化。 您可以使用整數向量初始化例程和位運算符來作浮點值，以取得這些優化。
DirectXMath 連結庫所使用的單精度浮點數二進位格式完全符合 IEEE 754 標準：
SIGN EXPONENT MANTISSA
X XXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
1 bit 8 bits 23 bits
使用 IEEE 754 單精度浮點數時，請務必記住，某些表示法具有特殊意義（也就是說，它們不符合上述描述）。 範例包括：
- 正零為 0
- 負零為0x80000000
- Q_NAN為 07FC0000
- +INF 已0x7F800000
- -INF 已0xFF800000
偏好範本表單
XMVectorSwizzle、XMVectorPermute、XMVectorInsert、XMVectorShiftLeft、XMVectorRotateLeft 和 XMVectorRotateRight 的範本窗體存在。 使用這些函數形式，而不是一般函式形式，可讓編譯程式建立更有效率的實作。 針對 SSE，這通常會折疊為一或兩個_mm_shuffle_ps值。 針對 ARM-NEON，XMVectorSwizzle 範本可以利用許多特殊案例，而不是較一般的 VTBL swizzle/permute。
搭配 Direct3D 使用 DirectXMath
DirectXMath 的常見用法是執行圖形計算以搭配 Direct3D 使用。 透過 Direct3D 10.x 和 Direct3D 11.x，您可以透過下列直接方式使用 DirectXMath 連結庫：
在呼叫 ID3D11DeviceContext：：ClearRenderTargetView 或 ID3D10Device：：ClearRenderTargetView 方法時，直接在 ColorRGBA 參數中使用 Colors 命名空間常數。 針對 Direct3D 9，您必須轉換成 XMCOLOR 類型，才能在呼叫 IDirect3DDevice9：：Clear 方法時將其當做 Color 參數使用。
使用 XMFLOAT4/XMVECTOR 和 XMFLOAT4X4/XMMATRIX 類型來設定常數緩衝區結構，以供 HLSL float4 或 matrix/float4x4 類型參考。
備註
/ XMFLOAT4X4XMMATRIX 類型是數據列主要格式。 因此，如果您在 HLSL 中宣告矩陣類型時，使用 /Zpr 編譯程序參數（ D3DCOMPILE_PACK_MATRIX_COLUMN_MAJOR 編譯旗標）或省略 row_major 關鍵詞 ，則必須在將矩陣設定為常數緩衝區時轉置矩陣。
使用 Direct3D 10.x 和 Direct3D 11.x，您可以假設 pData 成員中 Map 方法所傳回的指標 D3D10_MAPPED_TEXTURE2D（例如 ID3D11DeviceContext：：Map）。pData，D3D10_MAPPED_TEXTURE3D。 pData 或 D3D11_MAPPED_SUBRESOURCE。pData）如果您使用功能層級 10_0 或更新版本，或每當使用 D3D11_USAGE_STAGING 資源時，則會對齊 16 位元組。