否定数字的最快方法

Question

我今天早上在这里思考,最好的方法是将一些积极转为负面,从消极转为正面,当然,最简单的方法可能是:

int a = 10;
a = a*(-1);

要么

int a = 10;
a = -a;

但是,我想,我接着这样做,使用命令shift和指针......真的可以使用命令移位运算符和内存来改变值的符号吗？

Answer 1

使用可读的东西,例如

a *= -1;

要么

a = -a;

将剩下的部分留给优化器.

Answer 2

第一个产生:

    .file   "optimum.c"
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
.globl _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    call    ___main
    movl    $10, 12(%esp) ;i = 10
    negl    12(%esp)      ;i = -i
    movl    $0, %eax
    leave
    ret

第二个产生:

    .file   "optimum.c"
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .text
.globl _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
    pushl   %ebp
    movl    %esp, %ebp
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    call    ___main
    movl    $10, 12(%esp)   ;i = 10
    negl    12(%esp)        ;i = -i
    movl    $0, %eax
    leave
    ret

相同的输出!生成的汇编代码没有区别.

--------------------------编辑,OP回答他使用VC++ 2012,INTEL ARCH ----------- --------

编译使用 cl optimum.c /Fa optimum.asm

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 16.00.30319.01 

    TITLE   C:\Users\Dell\Downloads\TTH\TTH\TTH\optimum.c
    .686P
    .XMM
    include listing.inc
    .model  flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

PUBLIC  _main
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT   SEGMENT
_a$ = -4                        ; size = 4
_argc$ = 8                      ; size = 4
_argv$ = 12                     ; size = 4
_main   PROC
; File c:\users\dell\downloads\tth\tth\tth\optimum.c
; Line 4
    push    ebp
    mov ebp, esp
    push    ecx
; Line 5
    mov DWORD PTR _a$[ebp], 10          ; 0000000aH
; Line 6
    mov eax, DWORD PTR _a$[ebp]
    neg eax ;1 machine cycle!
    mov DWORD PTR _a$[ebp], eax
; Line 7
    xor eax, eax
; Line 8
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret 0
_main   ENDP
_TEXT   ENDS
END

并采用第二种方法(a = a*-1)

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 16.00.30319.01 

    TITLE   C:\Users\Dell\Downloads\TTH\TTH\TTH\optimum.c
    .686P
    .XMM
    include listing.inc
    .model  flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

PUBLIC  _main
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT   SEGMENT
_a$ = -4                        ; size = 4
_argc$ = 8                      ; size = 4
_argv$ = 12                     ; size = 4
_main   PROC
; File c:\users\dell\downloads\tth\tth\tth\optimum.c
; Line 4
    push    ebp
    mov ebp, esp
    push    ecx
; Line 5
    mov DWORD PTR _a$[ebp], 10          ; 0000000aH
; Line 6
    mov eax, DWORD PTR _a$[ebp]
    imul    eax, -1 ;1 instruction, 3 machine/cycles :|
    mov DWORD PTR _a$[ebp], eax
; Line 7
    xor eax, eax
; Line 8
    mov esp, ebp
    pop ebp
    ret 0
_main   ENDP
_TEXT   ENDS
END

Answer 3

其他答案正确表明可读性更重要:

• 你应该忘记速度并选择你认为最具可读性的成语.
• 几乎所有编译器(启用了优化)都能理解a = -a并a *= -1完全相同,并且无论你如何编写它们,它们都会发出他们认为在目标CPU上最有效的任何asm.(例如,用于x86 gcc/MSVC/clang和ARM gcc的Godbolt编译器资源管理器.)
  • 但是虽然MSVS 2012(仅在调试模式下)每个都使用一条指令,但是使用实际指令,它们需要1个周期= -a,3个用于*= -1最近的Intel CPU imul.
• 任何使它更快的尝试都会使它的可读性降低,并且很容易使它变慢.
• 如果需要优化,则应首先分析生成的代码和性能.

然而,这个成语有一个实际的优点*= -1:你只需要写一次左手边,它只被评估一次 - 读者只需要读一次!当LHS长,复杂或昂贵或可能有副作用时,这是相关的:

(valid ? a : b)[prime_after(i++)] *= -1;
*look_up (input) *= -1;  // Where look_up may have side-effects
parity[state][(unsigned int)getc(stdin)] *= -1;
variable_with_a_long_explanatory_name *= -1;

一旦采用了成语,人们就会在其他情况下坚持使用.

Answer 4

还有 0 - n

Gcc 针对所有四种情况发出“neg”指令：-n、0 - n、n * -1 和 ~n + 1