编译为更快的代码：“n * 3”还是“n+(n*2)”？

Question

编译为更快的代码：“ans = n * 3”或“ans = n+(n*2)”？

假设 n 是 int 或 long，并且它运行在现代 Win32 Intel 机器上。

如果涉及一些解除引用，这会有所不同吗？也就是说，哪一个会更快？

long    a;
long    *pn;
long     ans;

...
*pn = some_number;
ans = *pn * 3;

或者

ans = *pn+(*pn*2);

或者，这是不需要担心的事情，因为优化编译器在任何情况下都可能会考虑到这一点？

Answer 1

在我看来，除非您使用某种特殊的编译器，否则这种微优化是没有必要的。我会把可读性放在第一位。

Answer 2

没关系。现代处理器可以在一个时钟周期或更短的时间内执行整数 MUL 指令，这与旧处理器不同，旧处理器需要在内部执行一系列移位和加法才能执行 MUL，从而使用多个周期。我敢打赌

MUL EAX,3

执行速度快于

MOV EBX,EAX
SHL EAX,1
ADD EAX,EBX

最后一种可能有用这种优化的处理器可能是 486。（是的，这偏向于英特尔处理器，但也可能代表其他架构）。

无论如何，任何合理的编译器都应该能够生成最小/最快的代码。因此，始终首先考虑可读性。

Answer 3

既然自己测量很容易，为什么不这样做呢？（使用 gcc 和 time 来自赛格温）

/* test1.c */
int main()
{
    int result = 0;
    int times = 1000000000;
    while (--times)
        result = result * 3;
    return result;
}

machine:~$ gcc -O2 test1.c -o test1
machine:~$ time ./test1.exe

real    0m0.673s
user    0m0.608s
sys     0m0.000s

进行几次测试，然后对其他情况重复该测试。

如果你想查看汇编代码， gcc -S -O2 test1.c

Answer 4

这取决于编译器、其配置和周围的代码。

您不应该在不进行测量的情况下尝试猜测事物是否“更快”。

一般来说 现在你不应该担心这种纳米级优化的东西 - 它几乎总是完全无关的，如果你真正在一个重要的领域工作，你已经在使用探查器并查看编译器的汇编语言输出。

Answer 5

找出编译器对代码执行的操作并不困难（我在这里使用 DevStudio 2005）。使用以下代码编写一个简单的程序：

int i = 45, j, k;
j = i * 3;
k = i + (i * 2);

在中间行放置一个断点并使用调试器运行代码。当断点被触发时，右键单击源文件并选择“Go To Disassemble”。现在您将看到一个窗口，其中包含 CPU 正在执行的代码。在这种情况下，您会注意到最后两行产生完全相同的指令，即“lea eax,[ebx+ebx*2]”（在这种特殊情况下不是位移和加法）。在现代 IA32 CPU 上，由于 CPU 的流水线性质，执行直接 MUL 可能比位移更有效，过早使用修改值会带来损失。

这证明了 aku 正在谈论的内容，即编译器足够聪明，可以为您的代码选择最佳指令。

Answer 6

它确实取决于您实际使用的编译器，但它们很可能会翻译为相同的代码。

您可以通过创建一个小测试程序并检查其反汇编来自行检查。

Answer 7

大多数编译器都足够聪明，可以将整数乘法分解为一系列位移和加法。我不了解Windows编译器，但至少使用gcc你可以让它吐出汇编器，如果你看一下它，你可能会看到两种编写方式的相同汇编器。

Answer 8

它不在乎。我认为还有更重要的事情需要优化。您投入了多少时间思考和编写该问题，而不是自己编码和测试？

:-)

Answer 9

只要你使用一个像样的优化编译器，就可以 编写易于编译器理解的代码. 。这使得编译器更容易执行巧妙的优化。

您问这个问题表明优化编译器比您更了解优化。所以相信编译器。使用 n * 3.

看一下 这个答案 以及。

Answer 10

编译器擅长优化像您这样的代码。任何现代编译器都会为这两种情况生成相同的代码，并另外替换 * 2 通过左移。

Answer 11

相信你的编译器会优化这样的小代码。可读性在代码级别更为重要。真正的优化应该出现在更高的水平上。