尽管C语言“接近”于对8位、16位、32位和64位数据的低级操作，但仍有一些C语言不支持的数学操作通常可以在某些汇编指令集中优雅地执行:

Fixed-point multiplication: The product of two 16-bit numbers is a 32-bit number. But the rules in C says that the product of two 16-bit numbers is a 16-bit number, and the product of two 32-bit numbers is a 32-bit number -- the bottom half in both cases. If you want the top half of a 16x16 multiply or a 32x32 multiply, you have to play games with the compiler. The general method is to cast to a larger-than-necessary bit width, multiply, shift down, and cast back: int16_t x, y; // int16_t is a typedef for "short" // set x and y to something int16_t prod = (int16_t)(((int32_t)x*y)>>16);` In this case the compiler may be smart enough to know that you're really just trying to get the top half of a 16x16 multiply and do the right thing with the machine's native 16x16multiply. Or it may be stupid and require a library call to do the 32x32 multiply that's way overkill because you only need 16 bits of the product -- but the C standard doesn't give you any way to express yourself. Certain bitshifting operations (rotation/carries): // 256-bit array shifted right in its entirety: uint8_t x[32]; for (int i = 32; --i > 0; ) { x[i] = (x[i] >> 1) | (x[i-1] << 7); } x[0] >>= 1; This is not too inelegant in C, but again, unless the compiler is smart enough to realize what you are doing, it's going to do a lot of "unnecessary" work. Many assembly instruction sets allow you to rotate or shift left/right with the result in the carry register, so you could accomplish the above in 34 instructions: load a pointer to the beginning of the array, clear the carry, and perform 32 8-bit right-shifts, using auto-increment on the pointer. For another example, there are linear feedback shift registers (LFSR) that are elegantly performed in assembly: Take a chunk of N bits (8, 16, 32, 64, 128, etc), shift the whole thing right by 1 (see above algorithm), then if the resulting carry is 1 then you XOR in a bit pattern that represents the polynomial.

尽管如此，除非有严重的性能限制，否则我不会求助于这些技术。正如其他人所说，汇编代码比C代码更难记录/调试/测试/维护:性能的提高伴随着一些严重的代价。

编辑:3。溢出检测在汇编中是可能的(在C中不能真正做到)，这使得一些算法更容易。

简短的回答吗?有时。

从技术上讲，每一个抽象都有成本，而编程语言是CPU如何工作的抽象。然而C非常接近。几年前，我记得当我登录UNIX帐户并收到以下财富信息时(当时这种东西很流行)，我笑出声来:

C程序设计语言——A 语言结合了 汇编语言的灵活性 汇编语言的强大。

这很有趣，因为这是真的:C就像可移植的汇编语言。

值得注意的是，汇编语言无论如何编写都可以运行。然而，在C语言和它生成的汇编语言之间有一个编译器，这是非常重要的，因为你的C代码有多快与你的编译器有多好有很大关系。

当gcc出现时，它如此受欢迎的原因之一是它通常比许多商业UNIX版本附带的C编译器要好得多。它不仅是ANSI C(没有任何K&R C的垃圾)，更健壮，通常能产生更好(更快)的代码。不是总是，而是经常。

我告诉你这一切是因为没有关于C和汇编器速度的统一规则，因为C没有客观的标准。

同样地，汇编程序也会根据你正在运行的处理器、你的系统规格、你正在使用的指令集等而有很大的不同。历史上有两个CPU体系结构家族:CISC和RISC。CISC中最大的玩家过去是，现在仍然是Intel x86架构(和指令集)。RISC主宰了UNIX世界(MIPS6000、Alpha、Sparc等等)。CISC赢得了民心之战。

不管怎样，当我还是一个年轻的开发人员时，流行的观点是，手写的x86通常比C快得多，因为架构的工作方式，它的复杂性受益于人类的操作。另一方面，RISC似乎是为编译器设计的，所以没有人(我知道)写Sparc汇编器。我相信这样的人确实存在，但毫无疑问，他们现在都疯了，被送进了精神病院。

指令集是一个重要的点，即使在同一家族的处理器。某些英特尔处理器具有SSE到SSE4等扩展。AMD有他们自己的SIMD指令。像C这样的编程语言的好处是，人们可以编写他们的库，以便对您运行的任何处理器进行优化。这在汇编程序中是一项艰苦的工作。

你仍然可以在汇编程序中做一些编译器无法做的优化，一个编写良好的汇编程序算法将会和它的C等效程序一样快或更快。更大的问题是:这样做值得吗?

Ultimately though assembler was a product of its time and was more popular at a time when CPU cycles were expensive. Nowadays a CPU that costs $5-10 to manufacture (Intel Atom) can do pretty much anything anyone could want. The only real reason to write assembler these days is for low level things like some parts of an operating system (even so the vast majority of the Linux kernel is written in C), device drivers, possibly embedded devices (although C tends to dominate there too) and so on. Or just for kicks (which is somewhat masochistic).

我不能给出具体的例子，因为那是很多年前的事情了，但是在很多情况下，手工编写的汇编程序可以胜过任何编译器。原因:

您可以偏离调用约定，在寄存器中传递参数。 您可以仔细考虑如何使用寄存器，避免将变量存储在内存中。 对于跳转表之类的东西，可以避免检查索引的边界。

基本上，编译器在优化方面做得很好，这几乎总是“足够好”，但在某些情况下(如图形渲染)，你要为每一个周期付出高昂的代价，你可以走捷径，因为你知道代码，而编译器不能，因为它必须在安全的方面。

事实上，我听说过一些图形渲染代码，其中一个例程，如直线绘制或多边形填充例程，实际上在堆栈上生成了一小块机器代码并在那里执行，以避免关于线条样式、宽度、模式等的连续决策。

也就是说，我想让编译器为我生成好的汇编代码，但又不太聪明，它们通常都是这样做的。事实上，我讨厌Fortran的一个原因是它为了“优化”而打乱代码，通常没有什么重要的目的。

通常，当应用程序出现性能问题时，都是由于浪费的设计造成的。这些天，我永远不会推荐汇编程序的性能，除非整个应用程序已经在它的生命周期内进行了调优，仍然不够快，并且把所有的时间都花在了紧凑的内部循环中。

补充:我见过很多用汇编语言编写的应用程序，与C、Pascal、Fortran等语言相比，汇编语言的主要速度优势是因为程序员在用汇编语言编码时要谨慎得多。他或她每天要写大约100行代码，不管哪种语言，在编译器语言中，这将等于3或400条指令。

很多年前，我教别人用c语言编程。练习是将图形旋转90度。他得到了一个花了几分钟才能完成的解，主要是因为他使用了乘法和除法等。

我向他展示了如何使用位移位重定义问题，在他拥有的非优化编译器上，处理时间缩短到大约30秒。

我刚刚得到了一个优化编译器，相同的代码在< 5秒内旋转图形。我看着编译器生成的汇编代码，从我所看到的，我决定我写汇编程序的日子结束了。

几乎任何时候编译器看到浮点代码，如果你使用的是旧的糟糕的编译器，手写的版本会更快。(2019年更新:对于现代编译器来说，这并不普遍。特别是在编译x87以外的东西时;编译器更容易使用SSE2或AVX进行标量数学运算，或任何具有平面FP寄存器集的非x86，不像x87的寄存器堆栈。)

主要原因是编译器不能执行任何健壮的优化。关于这个主题的讨论，请参阅来自MSDN的这篇文章。下面是一个例子，其中汇编版本的速度是C版本的两倍(用VS2K5编译):

#include "stdafx.h"
#include <windows.h>

float KahanSum(const float *data, int n)
{
   float sum = 0.0f, C = 0.0f, Y, T;

   for (int i = 0 ; i < n ; ++i) {
      Y = *data++ - C;
      T = sum + Y;
      C = T - sum - Y;
      sum = T;
   }

   return sum;
}

float AsmSum(const float *data, int n)
{
  float result = 0.0f;

  _asm
  {
    mov esi,data
    mov ecx,n
    fldz
    fldz
l1:
    fsubr [esi]
    add esi,4
    fld st(0)
    fadd st(0),st(2)
    fld st(0)
    fsub st(0),st(3)
    fsub st(0),st(2)
    fstp st(2)
    fstp st(2)
    loop l1
    fstp result
    fstp result
  }

  return result;
}

int main (int, char **)
{
  int count = 1000000;

  float *source = new float [count];

  for (int i = 0 ; i < count ; ++i) {
    source [i] = static_cast <float> (rand ()) / static_cast <float> (RAND_MAX);
  }

  LARGE_INTEGER start, mid, end;

  float sum1 = 0.0f, sum2 = 0.0f;

  QueryPerformanceCounter (&start);

  sum1 = KahanSum (source, count);

  QueryPerformanceCounter (&mid);

  sum2 = AsmSum (source, count);

  QueryPerformanceCounter (&end);

  cout << "  C code: " << sum1 << " in " << (mid.QuadPart - start.QuadPart) << endl;
  cout << "asm code: " << sum2 << " in " << (end.QuadPart - mid.QuadPart) << endl;

  return 0;
}

和一些数字从我的PC运行默认版本*:

  C code: 500137 in 103884668
asm code: 500137 in 52129147

出于兴趣，我用dec/jnz交换了循环，它对计时没有影响——有时更快，有时更慢。我想内存有限的方面使其他优化相形见绌。(编者注:更可能的情况是，FP延迟瓶颈足以隐藏循环的额外成本。对奇数/偶数元素并行进行两个Kahan求和，并在最后添加它们，可能会加快2倍的速度。)

哎呀，我正在运行一个稍微不同的代码版本，它输出的数字是错误的(即C更快!)修正并更新了结果。

答案很简单……一个非常了解汇编的人(也就是他身边有参考资料，并利用每一个小处理器缓存和管道特性等)保证能够产生比任何编译器更快的代码。

然而，如今在典型的应用程序中，这种差异并不重要。