短Vs Int Gcc

Question

与Loop1相比，我期望以下程序中的Loop2花费更多时间。 但即使在启用优化（gcc -O2）后，我发现两个循环几乎都需要相同的时间。为什么在我的系统中使用sizeof（int）= 4和sizeof（short）= 2？我期待编译器将短乘法指令用于乘法短路，从而缩短时间。

#include <stdio.h>
#include <time.h>

float DiffTime(struct timespec Start,struct timespec Stop);

main ()
{
    struct timespec start,stop;    
    int    i;  
    short  a,b,c;
    int    p,q,r;

    a=1;
    b=2;
    c=3;
    p=1;
    q=2;
    r=3;
    clock_gettime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &start);
    for(i=0;i<1000000;i++) // Loop1
    {
        a=b*a;
    }
    clock_gettime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &stop);
    printf("Time taken %11.9fs\n",DiffTime(start,stop));
    clock_gettime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &start);
    for(i=0;i<1000000;i++) // Loop2
    {
        p=q*p;
    }
    clock_gettime (CLOCK_THREAD_CPUTIME_ID, &stop);
    printf("Time taken %11.9fs\n",DiffTime(start,stop));

    printf("%d,%d\n",a,p);        

}

float DiffTime(struct timespec Start,struct timespec Stop)    
{
 long nTime1,nTime2;
 nTime1=Start.tv_sec*1000000000 + Start.tv_nsec ;
 nTime2=Stop.tv_sec*1000000000 + Stop.tv_nsec ;
 return((float)(nTime2-nTime1)/1000000000);
}

Answer 1

在性能方面，不要指望能够对编译器进行二次猜测。根据您的算法，您唯一应该期待的是更好的大O次。

如果手册中说数据类型的大小是X，那就是它所声称的全部内容，这就是你应该期待的全部内容。

Answer 2

如果在启用优化后两个循环都为空，我不会感到惊讶。您是否尝试将N增加10倍并查看是否存在差异？

Answer 3

在大多数32位架构中 - 包含x86 - 乘以16位值需要与32位值相同的时间。 （实际上，它可能会使用完全相同的指令。）

Answer 4

在大多数硬件平台上，只有一种类型的整数执行单元，它将在相同的CPU周期量下执行与大小无关的整数运算。因此，乘以signed char，short，int，long long int将需要相同的时间，因为它与执行此操作的硬件相同。

Answer 5

正如人们已经说过的那样，处理器ALU具有固定的大小，并且会将更小的整数推广到该首选大小。现代处理器至少具有32位ALU。 尚未提及的一点是，在32位或64位机器上，甚至可能发生使用较短类型会产生较慢的代码。由于一些深奥的规则，代码生成器可能需要在某些情况下添加显式符号扩展指令。我在SPARC上使用gcc v3在Solaris上产生了这种影响，它为代码添加了大量16位截断指令，使得短路速度明显慢于使用int。