检查常量 TRUE 或 FALSE 是否需要很多操作时间？

Question

以一个搜索算法为例，假设它是一个顺序搜索算法。他们说程序检查的条件越少，算法就越快。这里的条件被认为是一些值之间的比较（例如检查值的相等性）。也就是说，如果一个程序中有比较，它确实会影响程序的性能。而且这些比较的次数越多，程序终止的时间就越长。

while(comparison)
{body;}

但我想知道如果没有比较作为条件和一些文字表达式，程序会如何表现，例如：

while(TRUE)
{body;}

问题是：如果按性能进行估计，文字条件和比较条件有何不同？

为了让这个问题更清楚，请考虑以下代码：

while(condition)
{body;}

while(TRUE)
{        
    if (condition) break;
    body;
}

也许第三个也很接近第二个：

char done = 0;
while (!done)
{        
    if (condition) done++;
    else body;
}

如果最快的是哪一个？第二个和第三个的处理速度比第一个慢吗？

Answer 1

通常，如果编译器可以在编译时确定条件，它会生成一个“总是分支”指令，它本身比“设置分支”/“如果相等则分支”等稍快。

但更重要的是，“总是分支”意味着 CPU 的分支预测功能无需推测接下来会执行哪些指令。它可以将即将执行的代码从程序内存加载到预取指令缓存中，速度很快。

而“如果设置了分支”则意味着分支预测会推测并抓住机会执行哪些代码，如果猜错了，则必须从程序内存而不是缓存中加载代码，这速度要慢得多。

Answer 2

在这个简单的例子中，assembly output 完全一样：

void f1()
{
    int value = 1;
    while(value) {
        scanf("%d", &value);
    }
}

void f2()
{
    int value = 1;
    while(1) {
        if(value == 0)
            break;
        scanf("%d", &value);
    }
}

因此它们具有相同的性能。

如有疑问，请使用编译器资源管理器来比较汇编代码。或者使用分析器。

Answer 3

你不能先验地说出速度。 C 的编译器将代码翻译成许多中间语言，并且在每次转换期间它都会更改代码表示形式。如今，编译器可以对代码进行大量更改。了解最终代码性能的唯一方法是检查输出程序集。通常，现在任何编译器都会将while(TRUE) {...} 转换为LOOP: ... goto LOOP，因为它可以证明TRUE 不为零。

当使用内部函数比使用哨兵表示布尔值更快时，您的问题在最小编译或代码的简单解释的上下文中是有意义的。