如何避免指针运算中的乘法？

Question

如果我写

int main(int argc, char *argv[])
{
    int temp[50][3];
    return &temp[argc] - &temp[0];
}

并用 Visual C++ 编译它，我回来了：

009360D0 55                   push        ebp  
009360D1 8B EC                mov         ebp,esp  
009360D3 8B 45 08             mov         eax,dword ptr [argc]  
009360D6 8D 0C 40             lea         ecx,[eax+eax*2]  
009360D9 B8 AB AA AA 2A       mov         eax,2AAAAAABh  
009360DE C1 E1 02             shl         ecx,2  
009360E1 F7 E9                imul        ecx  
009360E3 D1 FA                sar         edx,1  
009360E5 8B C2                mov         eax,edx  
009360E7 C1 E8 1F             shr         eax,1Fh  
009360EA 03 C2                add         eax,edx  
009360EC 5D                   pop         ebp  
009360ED C3                   ret  

为什么我在这里得到一个imul 指令而不是位移等？我觉得这很烦人，因为我在一个紧密的循环中做这样的指针算术，我怀疑imul 正在扼杀它的性能。无论如何，这应该是没有必要的。

有什么好的方法可以防止它，而是用更便宜的操作来代替它？

更新：

在我的原始程序中，我尝试添加一个虚拟变量以使每个元素的大小为 4 而不是 3 的倍数，以便编译器可以使用位移而不是除法。

结果？即使数据结构更大，程序的运行时间也从 9.2 秒减少到 7.4 秒。

所以是的，这确实很慢。

Answer 1

为什么我在这里得到一个imul 指令而不是位移等？

乘法是除以 3（每个内部数组的大小），使用 0x2AAAAAAB 是 2³¹/3 的事实。你不能通过少量的班次和添加来做到这一点；乘法确实是最快的选择。

我怀疑imul 正在扼杀它的性能。

在大多数现代平台上，整数乘法通常与更简单的运算一样快，因此它可能是最快的选择，即使它可以被几个移位和加法替换。当您遇到性能问题时，请始终测量以找到真正的瓶颈；它们通常位于您最不怀疑的地方。

有什么好的方法可以防止它，而是用更便宜的操作来代替它？

在乘法确实很昂贵的平台上：避免使用大小笨拙的数据结构的数组；并避免减去指针，因为这需要除以对象大小。