C＃中基本操作的成本是多少？

Question

当我实现算法时，我尝试使用尽可能少的操作。

我想知道C＃中的基本操作是否是有序的（在速度或成本方面）：

• 比较
• （u）int add，subtract，bitops，shift
• 浮点数添加，子（单独的单位！）
• 索引数组访问（警告：缓存效果）
• （u）int32 mul
• FP mul
• FP部门，余下
• （u）int division，remainder

Answer 1

没有执行“C＃操作” - 它被编译（进入MSIL，然后被JIT编译）到机器代码中，这取决于目标体系结构。因此，即使一个操作在一个架构上比另一个操作更快，但在另一个架构上则相反。

无论如何，你所要求的是令人难以置信的低水平。数据结构和算法的选择将会产生数量级的影响，即使你确定了这一点，memory latencies也可能在个别运营中占主导地位。

Answer 2

正如Branko Dimitrijevic已经指出的那样，C＃没有被执行，它被编译为IL。 IL也没有执行，它被编译为机器代码。所以我别无选择，只能将你的问题重新解释为“我的CPU上哪些低级操作更便宜？”。由于有许多架构可供使用，而且你并不具体说明你感兴趣的是哪一个，我将假设x86，因为它是台式机系统中最受欢迎的。

您可以在Intel Architectures Optimization Reference Manual附录C中找到您所询问的信息。此处列出了各种说明的延迟和吞吐量。延迟是指令使其结果准备好供后续指令使用所需的周期数。吞吐量是指令停止执行单元的周期数。一些例子：

• pod 'CDPieMenu', :podspec => '~/Documents/Project/CDPieMenu.podspec' ，cmp，add，sub，and和or的延迟为1，吞吐量为0.25。< / LI>
• xor和ror的延迟为1到2，吞吐量为0.5到1.5，具体取决于数据的位置。
读取64位寄存器时，
• rol的延迟为3，吞吐量为1，但读取32位寄存器时，延迟为4到5，吞吐量为1。
• imul具有可变延迟和吞吐量，具体取决于计算本身。

所以，虽然我没有查询所有您提出的操作，但您建议的列表（按成本的升序排列）似乎至少是合理的。

这一切都假设问题是关于基本操作的成本，仅此而已。但是如果你想实际微观优化一个真正的程序，那就完全不同了。

请注意，在相同的手册中，在时间表进入之前，超过600页描述了在运行的程序的性能中发挥重要作用的众多因素那个架构。这些包括乱序执行引擎，缓存级别，流水线，分支预测，哪个单元运行哪个指令等。

如果您不想获得所有这些问题的工作知识，我认为尝试在该级别进行微观优化并不重要。你会盲目地做。