Question

当我使用VC ++ 10编译此代码时：

DWORD ran = rand();
return ran / 4096;

我得到了这个反汇编：

299: {
300:    DWORD ran = rand();
  00403940  call        dword ptr [__imp__rand (4050C0h)]  
301:    return ran / 4096;
  00403946  shr         eax,0Ch  
302: }
  00403949  ret

干净简洁，用一个逻辑右移的2的幂代替除法。

然而，当我编译这段代码时：

int ran = rand();
return ran / 4096;

我得到了这个反汇编：

299: {
300:    int ran = rand();
  00403940  call        dword ptr [__imp__rand (4050C0h)]  
301:    return ran / 4096;
  00403946  cdq  
  00403947  and         edx,0FFFh  
  0040394D  add         eax,edx  
  0040394F  sar         eax,0Ch  
302: }
  00403952  ret

在进行正确的算术移位之前执行一些操作。

这些额外操作的必要性是什么？为什么算术移位不够？

Answer 1

原因是2 ^ n的无符号除法可以非常简单地实现，而有符号除法则更复杂。

unsigned int u;
int v;

对于u / 4096的所有可能值，

u >> 12相当于u。

v / 4096 NOT 等同于v >> 12 - 它在v < 0时分解，因为当涉及负数时，转移与分割的舍入方向不同

Answer 2

“额外操作”补偿了算术右移使结果向负无穷大舍入的事实，而除法将结果舍入为零。

例如，-1 >> 1为-1，而-1/2为0。

Answer 3

来自C标准：

当整数被分割时，/运算符的结果是代数商与任何小数部分丢弃.105）如果商a / b是可表示的，表达式（a / b）* b + a％b应为等于否则，a / b和％b的行为都是未定义的。

不难想象a的负值不遵循此规则的纯算术移位。 E.g。

(-8191) / 4096 -> -1
(-8191) % 4096 -> -4095

满足等式，而

(-8191) >> 12 -> -2 (assuming arithmetic shifting)

不是截断分割，因此-2 * 4096 - 4095肯定不等于-8191。

请注意，负数的移位实际上是实现定义的，因此C表达式(-8191) >> 12根据标准没有一般正确的结果。

为什么发出这样复杂的代码来将有符号整数除以2的幂？

3 个答案: