使用 if/else 语句进行赋值是否能获得任何性能？

Question

我有一个简单的问题，我只是不确定。

考虑下面的代码：

#include <stdio.h>

static void turnOn(int *power);
static void turnOff(int *power);

int main(void)
{
    int powerIsOn = 0;


    turnOn(&powerIsOn);
    printf("Power Status: %d\n", powerIsOn);

    turnOff(&powerIsOn);
    printf("Power Status: %d\n", powerIsOn);

    return 0;
}


static void turnOn(int *power)
{
    if (!*power)
        *power = 1;
    // Or
    //*power = 1;
    return;
}

static void turnOff(int *power)
{
    if (*power)
        *power = 0;
    // Or
    // *power = 0;
    return;
}

我知道这不会对这么小的东西造成明显的影响。但是在进行某种赋值的方法中，在重新赋值之前检查布尔值或其他值是否已经是真/假是否更有效？

例如，turnOn() 功能设置为仅在电源关闭时才打开电源。不管值如何，将其设置为 1 会更慢还是更快？

感谢您的宝贵时间。

Answer 1

在任何情况下，您的代码都在访问内存，它在“if”内部执行，并且在您将其分配给 1 时执行。此外，“if”语句在二进制代码中添加了几行，所以如果您可以分配不使用“if”，更好更高效。

if (!*power)    #one memory access and addition if actions
    *power = 1; #one more memory access and assignment

查看编译后的汇编代码

static void turnOn(int *power)
{
    if (!*power)
        *power = 1;
    return;
} 

我们会看到下一段代码

turnOn:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rdi
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     eax, DWORD PTR [rax]
        test    eax, eax
        jne     .L4
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     DWORD PTR [rax], 1
        nop
.L4:
        nop
        pop     rbp
        ret

对于：

static void turnOn(int *power)
{
    *power = 1;
    return;
}

下一个代码：

turnOn:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rdi
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     DWORD PTR [rax], 1
        nop
        pop     rbp
        ret

在我看来，机器在第一种情况下会运行更多的操作。 我使用的是https://godbolt.org/ 编译器。

Answer 2

这两个操作都涉及访问变量，因此依赖于内存管理。赋值涉及重新写入内存，因此比比较常量值（布尔值，或1 和0）更“昂贵”。

话虽如此，对于现代硬件，这些差异可以忽略不计，因此不推荐使用 micro-optimizations。

Answer 3

我认为只能在特定场景下分析代码来回答。

如果编译器生成的代码直接读取值，那么在 C 中读取变量可以比为其赋值更有效（但这取决于给定编译器的实现）。

但是，要确定它是否执行得更快，这是间接的，例如如果这两个函数被顺序调用很多次，那么您创建的附加 if 语句将毫无用处，因为条件将始终返回 true 并将生成额外的指令（并且 CPU 将花费额外的时钟执行它们）来执行检查始终返回 true。我会说它确实需要进行分析并且取决于上下文。