它是否真的更快取决于实际使用的硬件和编译器。

它是否真的更快取决于实际使用的硬件和编译器。

只是一个具体的衡量点:许多年前，我对两个进行了基准测试 我的哈希算法的版本:

unsigned
hash( char const* s )
{
    unsigned h = 0;
    while ( *s != '\0' ) {
        h = 127 * h + (unsigned char)*s;
        ++ s;
    }
    return h;
}

and

unsigned
hash( char const* s )
{
    unsigned h = 0;
    while ( *s != '\0' ) {
        h = (h << 7) - h + (unsigned char)*s;
        ++ s;
    }
    return h;
}

在我对它进行基准测试的每台机器上，第一台机器的速度至少和 第二。有些令人惊讶的是，它有时更快(例如在一个 Sun Sparc)。当硬件不支持快速乘法(和 大多数当时没有)，编译器将转换乘法 转换成移位和加/减的适当组合。因为它 知道了最终的目标，它有时可以在少于指令的情况下这样做 当你明确地写出移位和加法/减法时。

请注意，这是15年前的事了。希望编译器 从那以后就越来越好了，所以你可以指望 编译器做正确的事情，可能比你做的更好。(另外, 这段代码看起来如此C'ish的原因是因为它是15年前的事情了。 显然，我今天会使用std::string和迭代器。)

刚刚在我的机器上编译了这个:

int a = ...;
int b = a * 10;

当分解它时会产生输出:

MOV EAX,DWORD PTR SS:[ESP+1C] ; Move a into EAX
LEA EAX,DWORD PTR DS:[EAX+EAX*4] ; Multiply by 5 without shift !
SHL EAX, 1 ; Multiply by 2 using shift

这个版本比纯移位和加法的手工优化代码更快。

你永远不知道编译器会得到什么，所以最好只是简单地写一个普通的乘法，让它按自己想要的方式优化，除非在非常精确的情况下，你知道编译器无法优化。

如果在gcc编译器上比较x+x, x*2和x<<1语法的输出，那么在x86汇编中会得到相同的结果:https://godbolt.org/z/JLpp0j

        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     DWORD PTR [rbp-4], edi
        mov     eax, DWORD PTR [rbp-4]
        add     eax, eax
        pop     rbp
        ret

因此，您可以认为gcc足够聪明，可以独立于您输入的内容确定自己的最佳解决方案。

有些优化编译器无法做到，因为它们只适用于减少的输入集。

下面是c++示例代码，可以执行更快的除法，执行64位“乘倒数”。分子和分母都必须低于某个阈值。注意，它必须被编译为使用64位指令才能比普通除法更快。

#include <stdio.h>
#include <chrono>

static const unsigned s_bc = 32;
static const unsigned long long s_p = 1ULL << s_bc;
static const unsigned long long s_hp = s_p / 2;

static unsigned long long s_f;
static unsigned long long s_fr;

static void fastDivInitialize(const unsigned d)
{
    s_f = s_p / d;
    s_fr = s_f * (s_p - (s_f * d));
}

static unsigned fastDiv(const unsigned n)
{
    return (s_f * n + ((s_fr * n + s_hp) >> s_bc)) >> s_bc;
}

static bool fastDivCheck(const unsigned n, const unsigned d)
{
    // 32 to 64 cycles latency on modern cpus
    const unsigned expected = n / d;

    // At least 10 cycles latency on modern cpus
    const unsigned result = fastDiv(n);

    if (result != expected)
    {
        printf("Failed for: %u/%u != %u\n", n, d, expected);
        return false;
    }

    return true;
}

int main()
{
    unsigned result = 0;

    // Make sure to verify it works for your expected set of inputs
    const unsigned MAX_N = 65535;
    const unsigned MAX_D = 40000;

    const double ONE_SECOND_COUNT = 1000000000.0;

    auto t0 = std::chrono::steady_clock::now();
    unsigned count = 0;
    printf("Verifying...\n");
    for (unsigned d = 1; d <= MAX_D; ++d)
    {
        fastDivInitialize(d);
        for (unsigned n = 0; n <= MAX_N; ++n)
        {
            count += !fastDivCheck(n, d);
        }
    }
    auto t1 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("Errors: %u / %u (%.4fs)\n", count, MAX_D * (MAX_N + 1), (t1 - t0).count() / ONE_SECOND_COUNT);

    t0 = t1;
    for (unsigned d = 1; d <= MAX_D; ++d)
    {
        fastDivInitialize(d);
        for (unsigned n = 0; n <= MAX_N; ++n)
        {
            result += fastDiv(n);
        }
    }
    t1 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("Fast division time: %.4fs\n", (t1 - t0).count() / ONE_SECOND_COUNT);

    t0 = t1;
    count = 0;
    for (unsigned d = 1; d <= MAX_D; ++d)
    {
        for (unsigned n = 0; n <= MAX_N; ++n)
        {
            result += n / d;
        }
    }
    t1 = std::chrono::steady_clock::now();
    printf("Normal division time: %.4fs\n", (t1 - t0).count() / ONE_SECOND_COUNT);

    getchar();
    return result;
}