if(a<901)是否比if(a<=900)快?

与这个简单示例中的情况不同,但循环复杂代码的性能略有变化。我想这需要对生成的机器代码进行一些处理,以防它是真的。


当前回答

仅当计算路径依赖于数据时:

a={1,1,1,1,1000,1,1,1,1}
while (i<=4)
{
     for(j from 0 to a[i]){ do_work(); }
     i++;
}

将计算250倍以上的时间(i<4)

真实世界的例子是计算曼德布洛特集合。如果包含一个迭代1000000次的像素,它将导致延迟,但与<=使用概率的重合度太低。

其他回答

TL;DR答案

对于架构、编译器和语言的大多数组合,<不会比<=快。

完整答案

其他答案都集中在x86架构上,我不太了解ARM架构(您的示例汇编程序似乎是这样),无法对生成的代码进行具体评论,但这是一个非常特定于架构的微优化示例,很可能是反优化,也可能是优化。

因此,我认为这种微优化是货物崇拜编程的一个例子,而不是最佳软件工程实践。

反例

可能有一些架构是优化的,但我知道至少有一种架构可能是相反的。古老的Transputer体系结构只有等于和大于或等于的机器代码指令,因此所有比较都必须从这些原语构建。

即使如此,在几乎所有的情况下,编译器都可以以这样的方式对求值指令进行排序,即在实践中,没有任何比较比任何其他比较都有任何优势。但最坏的情况是,它可能需要添加反向指令(REV)来交换操作数堆栈上的前两项。这是一个单字节指令,它需要一个周期才能运行,因此开销最小。

总结

像这样的微优化是优化还是反优化取决于您正在使用的特定架构,因此养成使用特定架构的微优化的习惯通常是一个坏主意,否则您可能会在不合适时本能地使用微优化,看起来这正是您正在阅读的书所倡导的。

在C和C++中,编译器的一个重要规则是“仿佛”规则:如果执行X的行为与执行Y的行为完全相同,那么编译器可以自由选择使用哪一个。

在您的情况下,“a<901”和“a<=900”总是具有相同的结果,因此编译器可以自由编译任一版本。无论出于什么原因,如果一个版本更快,那么任何高质量的编译器都会为更快的版本生成代码。因此,除非您的编译器生成异常糟糕的代码,否则两个版本的运行速度将相等。

现在,如果你有一种情况,两位代码总是会产生相同的结果,但编译器很难证明,和/或编译器很难证实哪个版本更快,那么你可能会得到不同的代码以不同的速度运行。

PS如果处理器支持单字节常量(更快)和多字节常量(更慢),则原始示例可能以不同的速度运行,因此与255(1字节)进行比较可能比与256(2字节)进行对比更快。我希望编译器做任何更快的事情。

仅当计算路径依赖于数据时:

a={1,1,1,1,1000,1,1,1,1}
while (i<=4)
{
     for(j from 0 to a[i]){ do_work(); }
     i++;
}

将计算250倍以上的时间(i<4)

真实世界的例子是计算曼德布洛特集合。如果包含一个迭代1000000次的像素,它将导致延迟,但与<=使用概率的重合度太低。

我认为两者都不快。编译器在每个条件下生成具有不同值的相同机器代码。

if(a < 901)
cmpl  $900, -4(%rbp)
jg .L2

if(a <=901)
cmpl  $901, -4(%rbp)
jg .L3

我的示例if来自Linux上x86_64平台上的GCC。

编译器编写者是非常聪明的人,他们认为这些事情以及我们大多数人认为理所当然的其他事情。

我注意到,如果它不是常数,那么在这两种情况下都会生成相同的机器代码。

int b;
if(a < b)
cmpl  -4(%rbp), %eax
jge   .L2

if(a <=b)
cmpl  -4(%rbp), %eax
jg .L3

它们的速度相同。也许在某些特殊的架构中,他/她所说的是对的,但在x86家族中,至少我知道他们是一样的。因为为此,CPU将执行一个减法(a-b),然后检查标志寄存器的标志。该寄存器的两位被称为ZF(零标志)和SF(符号标志),它在一个周期内完成,因为它将通过一个掩码操作完成。