C++에서 더 빨랐습니까? (2 * i + 1) 또는 (i << 1 | 1)?

Question

대답은 하드웨어에 따라 다르다는 것을 알고 있습니다. 그러나 실종 된 일반적인 직관이 있다면 궁금합니다.

나는 "(내가 < < 1 | 1)"내가 사용하는 것이 일반적 나의 접근 방식을 변경해야하는 경우 지금 궁금하네요, 대답 주어진 this 질문 & 묻는 대신 "(2 * I + 1)"의? ?

Answer 1

"...에 대한 답변에 대한 실험
다음 코드 : (32 비트 또는 64 비트 용) gcc -fomit-frame-pointer -O8 -m{32|64}와

int main(int argc, char **argv) 
{ 
#ifdef USE_SHIFTOR 
return (argc << 1 | 1); 
#else 
return (2 * argc + 1); 
#endif 
} 

의지하여 다음 코드로 컴파일 :

1. 86, 32 :

   080483a0 <main>: 
   80483a0: 8b 44 24 04    mov 0x4(%esp),%eax 
   80483a4: 8d 44 00 01    lea 0x1(%eax,%eax,1),%eax 
   80483a8: c3      ret

는 " LEA를 사용합니다
2. x86, 64 비트 :

   00000000004004c0 <main>: 
   4004c0: 8d 44 3f 01    lea 0x1(%rdi,%rdi,1),%eax 
   4004c4: c3      retq

3. x86, 64 비트, -DUSE_SHIFTOR :

   080483a0 <main>: 
   80483a0: 8b 44 24 04    mov 0x4(%esp),%eax 
   80483a4: 01 c0     add %eax,%eax 
   80483a6: 83 c8 01    or  $0x1,%eax 
   80483a9: c3      ret

4. 86, 32 비트, -DUSE_SHIFTOR : 대부분의 경우는 LEA를 사용하는 것이

   00000000004004c0 <main>: 
   4004c0: 8d 04 3f    lea (%rdi,%rdi,1),%eax 
   4004c3: 83 c8 01    or  $0x1,%eax 
   4004c6: c3      retq

사실, 그것은 사실입니다. 그러나 코드는 이 아니며이 두 경우에 동일합니다.

1. 또한 오버 플로우와 랩 어라운드 수 있지만 비트 연산은 << 또는 | 같은 수 없습니다
2. (x + 1) == (x | 1)!(x & 1) 다른 추가는 다음 비트까지 수행하는 경우에만 사실이다 : 그 두 가지 이유가있다. 일반적으로 하나를 추가하면 절반의 경우에 가장 낮은 비트가 설정됩니다.

우리 (및 컴파일러, 아마도)는 두 번째가 반드시 적용 가능하다는 것을 알고 있지만 첫 번째 가능성은 여전히 ​​있습니다. 은 "나 버전은"난 그냥 GCC-4.7.1이 FrankH의 소스를 사용하여이 테스트 1.

Answer 2

가장 많이 죽은 컴파일러를 제외한 모든 컴파일러는 동일한 표현식을 사용하여 같은 실행 코드로 컴파일합니다.

일반적으로 컴파일러가 최적화 할 때 가장 좋은 방법이기 때문에 일반적으로 이러한 간단한 산술 표현식을 최적화하는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. ("똑똑한 컴파일러"가 옳은 일을 할 수있는 많은 다른 경우와 달리, 실제 컴파일러는 평평하게 떨어집니다.)

이렇게하면 PPC, Sparc 및 MIPS의 동일한 명령어 쌍이 작동합니다. 길 : 추가와 함께 한 쉬프트. ARM에서는 단일 퓨즈 드 시프트 - 더하기 명령어를 사용하고 x86에서는 아마도 LEA op가 될 것입니다.

Answer 3

ISO 표준은 실제로 성능 요구 사항을 요구하지 않기 때문에 구현, 컴파일러 플래그, 대상 CPU 및 달의 위상에 따라 달라집니다.

알고리즘 선택과 같은 매크로 수준의 최적화에 비해 이러한 종류의 최적화 (몇주기 절약)는 거의 투자 수익 측면에서 중요하지 않습니다.

코드의 가독성을 최우선으로 목표로 삼으십시오. 비트를 이동하려는 의도가 있고 OR 인 경우 비트 시프트 버전을 사용하십시오. 귀하의 의도가 번식하는 경우 * 버전을 사용하십시오. 일단 문제가 발생하면 실적에 대해 걱정할뿐입니다.

어떤 점잖은 컴파일러는 훨씬 더 나은 어쨌든 -S 옵션과 함께 GCC의

Answer 4

출력 :-) (어떤 컴파일러 플래그가 주어지지) 할 수있는 것보다 최적화 :

.LCFI3: 
     movl 8(%ebp), %eax 
     addl %eax, %eax 
     orl  $1, %eax 
     popl %ebp 
     ret 

.LCFI1: 
     movl 8(%ebp), %eax 
     addl %eax, %eax 
     addl $1, %eax 
     popl %ebp 
     ret 

잘 모르겠어요 어느 쪽이 맞는지는 중요하지만, 나는 그것이 중요하다고 생각하지 않는다.

컴파일러에서 최적화가 전혀 수행되지 않으면 두 번째는 더 빠른 어셈블리 명령어로 변환됩니다. 각 명령어의 소요 시간은 아키텍처에 따라 다릅니다. 대부분의 컴파일러는 동일한 어셈블리 레벨 지침으로 최적화합니다.

Answer 5

아무도 신경 쓰지 않습니다. 그들도 마찬가지입니다.
걱정하지 마시고 코드가 정확하고 간단하며 완료되도록하십시오.

Answer 6

i + i + 1은 더하기가 곱셈보다 빠르며 이동보다 빠르기 때문에 보다 빠를 수 있습니다.

Answer 7

shr 명령은 최악의 경우에 완료하려면 4 클럭 사이클이 걸리는 반면, 첫 번째 형식은 시프트 권한이있는 것이 더 빠릅니다. 그러나 최상의 형식은 다른 (어셈블리) 지시 사항을 완벽하게 파악할 수 있으므로 컴파일러에서 결정해야합니다.

Answer 8

에 비트 제로를 강제로 요구하기 때문에 컴파일러 따라서, 서로 다른 코드를 생성하고, 생성 된 코드는

lea 0x1(%rdi,%rdi,1),%eax 
retq 

입니다

은 시프트 또는 곱셈 버전이 사용 되더라도 상관 없습니다.