Question

如果我有一个循环来检查数组中的特定值，并且由于某种原因，必须迭代所有元素并且不能中途破坏。

以下哪项更有效：在每场比赛中盲目地设置一个标志，或者在设置之前检查标志是否为假。

bool happened = false;
while (...) {
  if (...) {
    happened = true;
  }
}

VS

bool happened = false;
while (...) {
  if (...) {
    if (!happened) happened = true;
  }
}

据我所知，假设内存读取与内存写入一样快（忽略第二个示例中的额外指令），两者都或多或少相等。我的结论是否正确？

Answer 1

如果您使用任何有意义的优化，编译器将为您做出决定。写出最干净，最有意义的东西。对我来说这将是第一个，因为它是更少的代码，并没有引入更多的代码路径。为了好玩，我在Clang 3.4 -O3中做了一些测试：

bool happened = false;
extern volatile int dontOptMe1, dontOptMe2, dontOptMe3;
while (dontOptMe1) {
  if (dontOptMe2) {
    happened = true;
  }
}
dontOptMe3 = happened;

VS

bool happened = false;
extern volatile int dontOptMe1, dontOptMe2, dontOptMe3;
while (dontOptMe1) {
  if (dontOptMe2) {
    if(!happened) happened = true;
  }
}
dontOptMe3 = happened;

在伪ASM中导致以下结果：

  MOV      happened, 0
  BRA      LOOP_END
LOOP_START:
  SELECTEQ dontOptMe2, 0, happened, happened, 1
LOOP_END:
  BCZC     dontOptMe1, LOOP_START
EXIT:
  STORE    dontOptMe3, happened

VS

  MOV      happened, 0
  BCZS     dontOptMe1, EXIT
LOOP:
  SELECTNE dontOptMe2, 0, R2, 1, 0
  SELECTEQ happened, 0, R3, 1, 0
  AND      R3, R2, R3
  SELECTNE R3, 0, happened, 1, 0
  BCZC     dontOptMe1, LOOP
EXIT:
  STORE    dontOptMe3, happened

第一个更令人满意。这也是限制性易失性类型的一个很好的例子。我很惊讶编译器无法将第二个转换为第一个。

注意：SELECTXX表示，如果Arg1减去Arg2设置条件代码XX，则将Arg3设置为Arg4，否则将Arg3设置为Arg5。因此：SELECTNE dontOptMe2, 0, R2, 1, 0相当于：C {/ p>中的R2 = (dontOptMe2 == 0) ? 1 : 0;

Answer 2

一般来说，第一个版本更加管道友好，因为它的指令流不受跳转的干扰，因此效率更高。但这取决于特定的体系结构功能和编译器优化。

我认为这两个版本的性能差异在实际情况下并不明显。

Answer 3

到目前为止，大多数答案似乎都是“取决于”，但我认为这很明显：如果你有条件地将某个值设置为某个东西，如果它不是某个东西，那么它在逻辑上与无条件地设置该值相同。如果你很幸运，编译器会同时注意和处理两者，但如果没有，则无条件版本每次都获胜。
1：它使用较少的指令
2：额外的指令是有条件的，损害了分支预测

如果你要去

if (cond) varx = vary;

编译器使用一个条件分支（如果硬件支持，则可能是条件移动而不是分支）

如果你要去

if (cond && varx != vary) varx = vary;

编译器将简化为第一种情况，或使用两次条件跳转（或一次跳转和条件移动）。

Answer 4

只有分析才能确定，但最有可能的是变量无论如何都存储在寄存器中，而不是存储在内存中（除非循环中有许多其他局部变量）并且根本没有可测量的差异。

Answer 5

是的，你说的很对。它们或多或少相同。

确切地说，如果“发生”经常发生，第一种形式可能是可取的，而如果“发生”非常罕见，第二种形式可能希望是有利的。但即便如此，我认为第二种方式不会更好。

最后，它可能是一种微观优化，最好是为了提高可读性而不是性能。

Answer 6

我已根据以下代码凭经验运行：

bool happened = false;
for (int i = 0; i < 1000000000; i++) {
  if (i % 2) {
    // uncomment the one you want to use
    // happened = true;
    // if (!happened) happened = true;
  }
}

我每次跑了10次，平均值为2.304s，标准差为0.013s，平均值为2.399s，标准差为0.007s。双样本t检验表明happened = true;比if (!happened) happened = true;更快，差异具有统计学意义，p = 7e-12。

哪个更有效率？重复分配或重复检查

6 个答案: