比较运算符性能<=反对!=

Question

让我们开始说明代码可读性优于微优化,我们应该把它留给编译器.这只是一个奇怪的案例,其细节似乎与一般建议有关

所以是摆弄一个素数发生器功能,并配有怪异的行为,其中"!="人们建议是最有效的实际能效最低,"<=",这是最糟糕的是最好的选择上来.

C#

private static void Main(string[] args) {
  long totalTicks = 0;
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
    PrintPrimes(15000);
    totalTicks += stopWatch.ElapsedTicks;
  }
  Console.WriteLine("\n\n\n\nTick Average: {0}", totalTicks / 100);
  Console.Read();
}

private static void PrintPrimes(int numberRequired) {
  if (numberRequired < 1)
    return;
  Console.Write("{0}\t", 2);
  int primeTest = 3;
  /****** UPDATE NEXT TWO LINES TO TEST FOR != *****/
  int numPrimes = 2;  // set numPrimes = 1 for !=
  while (numPrimes <= numberRequired) {  // switch <= to !=
    if (IsPrime(primeTest)) {
      Console.Write("{0}\t", primeTest);
      ++numPrimes;
    }
    primeTest += 2;
  }
}

private static bool IsPrime(int test) {
  for (int i = 3; i * i <= test; i = 2 + i)
    if (test % i == 0)
      return false;
  return true;
}

输出:

<= 1319991
!= 1321251

同样在C++中(在不同的机器上)

include <cstddef>
#include <limits>

int main() {
  for(size_t i(0) ; i <= 10000000000 ; ++i);
}

输出:

<=

real        0m16.538s
user        0m16.460s
sys        0m0.000s
~ [master] $ vim d.cc

!=

real        0m16.860s
user        0m16.780s
sys        0m0.000s

循环运行的次数相同.是否有任何<=不适用的优化!=或者是一些奇怪的cpu行为？

Answer 1

假设结果是相同的迭代次数,那就没有意义.

如果我们假设它是一个x86处理器,!=则转入jne(或者je,取决于"它是"或"它不是"跳转[1]的哪一侧).A <=会做jle或jgt取决于循环的方式.虽然说明不同,但其他处理器具有相同的指令.

我怀疑你有测量误差.16s中差异小于0.2秒并不是一个巨大的差异,你可能只是有一些网络数据包,硬盘中断或一些后台运行的时间.

[1]例如for,具有固定迭代集的循环通常只有"if not true,跳转到循环开始",这同样适用于while循环.

我只是在我的机器上运行它:

bool IsPrime(int test) {
  for (int i = 3; i * i <= test; i = 2 + i)
    if (test % i == 0)
      return false;
  return true;
}

void PrintPrimes(int numberRequired) {
  if (numberRequired < 1)
    return;
  int primeTest = 3;
  /****** UPDATE NEXT TWO LINES TO TEST FOR != *****/
  int numPrimes = 2;  // set numPrimes = 1 for !=
  while (numPrimes != numberRequired) {  // switch <= to !=
    if (IsPrime(primeTest)) {
      ++numPrimes;
    }
    primeTest += 2;
  }
}

int  main() 
{
  long totalTicks = 0;
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    PrintPrimes(15000);
  }
}

编译g++ -O3 primes.cpp.使用!=和<=在主循环之间的区别是不明显的.最快的时间!=是3.326s,3.329,<=最慢的!=是3.332,<=它是3.335s.之前在我的机器上运行了很多基准测试,我知道在毫秒数字中没有任何意义,所以我认为两者都需要3.33秒.

并且只是为了确认:

--- primesne.s  2013-04-30 23:52:10.840513380 +0100
+++ primesle.s  2013-04-30 23:52:35.457639603 +0100
@@ -46,7 +46,7 @@
 .L3:
    addl    $2, %esi
    cmpl    $15000, %edi
-   jne .L10
+   jle .L10
    subl    $1, %r9d
    jne .L2
    xorl    %eax, %eax

"不等于"和"少于或等于"之间的全部差异是jnevs jle指令 - 这是g++代码的两个变体的汇编器输出 - 这是来自的ENTIRE输出diff.