条件上的按位操作设置变量答案

【问题标题】：Bitwise manipulation setting variable on a condition条件上的按位操作设置变量
【发布时间】：2014-09-22 04:27:09
【问题描述】：

我在 C/C++ 应用程序中有三个变量 - x、y 和 z。我想设置 x = y，当 z == 3 时。我可以使用乘法来做到这一点：

x = y * (z == 3)

但这是在一个大循环中调用的，IMUL 将占用 4 个 CPU 周期。我希望找到一个需要 1 个 CPU 周期的操作。

编辑：编译器 MSVC 64 位编译、平台 Win 7 64、x86 架构、Ivy Bridge 或 Haswell。

【问题讨论】：

你说的是“会接受”而不是“愿意接受”。您是否查看了生产的组件以确认？
z == 3 将解析为布尔值，因此它将为 0 或 1，因此结果将为 y 或 0。
取决于平台，条件可能会更好。例如，大多数 ARM 指令都是有条件的，编译器可以利用这一点。
另外，就像@ddriver 提到的那样，如果z 不是3，那么x 将被设置为0。这是你想要的吗？
在您指定的架构上的整数 ALU 操作应该需要 1 个单周期。 intel.com/content/www/us/en/architecture-and-technology/… - 第 60 页

标签： c++ c performance optimization bit-manipulation

【解决方案1】：

写：

if ( z == 3 )
    x = y * 2;
else
    x = y;

（或您接下来编辑问题的任何其他内容）并激活您的编译器。这就是编译器的用途。你用编译器开关说你想要什么，编译器比你做得更好。

【讨论】：

【解决方案2】：

在二进制补码上，表达式：

(y * (z == 3))

等同于：

(y & -(z == 3))

但是，令人怀疑的是，两者的表现是否会明显不同。考虑以下使用gcc -O3 -S 编译的代码：

int foo1 (int y, int z) { return y * (z == 3); }
int foo2 (int y, int z) { return y & -(z == 3); }
int foo3 (int y, int z) { if (z == 3) return y; else return 0; }

对于foo1()：

    xorl    %eax, %eax
    cmpl    $3, 8(%esp)
    sete    %al
    imull   4(%esp), %eax

对于foo2()，还有一条指令（虽然可能更便宜）：

    xorl    %eax, %eax
    cmpl    $3, 8(%esp)
    sete    %al
    negl    %eax
    andl    4(%esp), %eax

但是，对于foo3()，你会得到：

    xorl    %eax, %eax
    cmpl    $3, 8(%esp)
    cmove   4(%esp), %eax

虽然它是一个条件移动指令，但代码并没有比这更紧凑。

【讨论】：

是的，但它将x 设置为y 或2y，这与问题本身形成对比（当然，这是OP 的问题，而不是你的问题）。

【解决方案3】：

这必须至少有两个操作（可能是 3 个）。

评估z == 3
分配给x。
（可能）评估y + y

我能想到的最有效的写法是使用三元表达式。

x = (z == 3) ? y + y : y;

【讨论】：

我以前见过这样的三元表达式——我不明白为什么它们不会产生分支？（我认为它们只是 IF-ELSE 语句的语法糖）。
三元表达式实际上并没有给出相同的结果——当z==3 为假时，OP 的表达式将x 设置为零，但你的不会改变x
视情况而定，但您的三元可能不会导致分支stackoverflow.com/questions/7127759/branch-on-operator
@DrewMcGowen 你说得对，我编辑了三元表达式。
哦，我刚刚编辑了我的 Q，因为你让我意识到了一些事情，但不要担心，谢谢你的回答。

【解决方案4】：

简单的方法

x = (z == 3) ? y : x;

复杂的方式

x = y & (-(z == 3)); // Based on -1 = 1111...11 binary

【讨论】：