我应该在64位计算机上使用i32还是i64？

Question

主

#![feature(core_intrinsics)]
fn print_type_of<T>(_: &T) {
    println!("{}", unsafe { std::intrinsics::type_name::<T>() });
}

fn main() {
    let x = 93;
    let y = 93.1;

    print_type_of(&x);
    print_type_of(&y);
}

如果我使用“ rustc + nightly ./main.rs”进行编译，则会得到以下输出：

$ ./main

i32
f64

我运行一台x86_64 Linux机器。浮点变量默认情况下是双精度的，这很好。为什么整数只有4个字节？我应该使用哪个？如果不需要i64，应该使用i32吗？i32的性能更好吗？

Answer 1

Rust 编程语言说：

[...] 整数类型默认为i32：这种类型通常是最快的，即使在 64 位系统上也是如此。

和（在下一节中）：

默认类型是f64因为在现代 CPU 上它的速度大致相同，f32但精度更高。

然而，这是相当简单的。您应该使用哪种整数类型在很大程度上取决于您的程序。最初编写程序时不要考虑速度，除非您已经知道速度会成为问题。在绝大多数代码中，速度并不重要：即使在性能关键的应用程序中，大多数代码也是冷代码。相比之下，正确性总是很重要的。

另请注意，只有不受约束的数字变量默认为i32/ f64。只要您在需要特定数字类型的上下文中使用该变量，编译器就会使用该类型。

Answer 2

i32的性能更好吗？

这实际上是一种微妙的事情。如果我们查看一些最新的指令级基准（例如SkylakeX），则在大多数情况下，显然在64位和32位指令之间没有明显的区别。例外是除法，即使对相同的值进行除法，64位除法也比32位除法慢（除法是少数几个依赖于其输入值的可变时间指令之一）。

对数据使用i64也会使自动矢量化的效率降低-这也是小于32位的数据除了数据大小优化之外还具有其他用途的罕见地方之一。当然，数据大小对于i32 vs i64问题也很重要，使用较大的i64阵列可能会很慢，因为它更大，因此会占用更多的缓存空间（如果适用）和更多的带宽。因此，如果问题是[i32]vs [i64]，那么这很重要。

更微妙的事实是，使用64位操作意味着代码平均将包含更多的REX前缀，从而使代码的密度略低，这意味着较少的代码将立即放入L1代码缓存中。但是，这是一个很小的效果。在代码中只包含一些64位变量不是问题。

尽管如此，绝对不要过度使用 i32，尤其是在您确实应该使用 i32的地方usize。例如，不要这样做：

// don't do this
for i in 0i32 .. data.len() as i32 { 
  sum += data[i as usize]; 
}

这会导致较大的性能下降。现在，循环中不仅没有无意义的符号扩展，而且还克服了边界检查消除和自动矢量化的问题。但是当然，首先没有理由编写这样的代码，这比正确地编写代码不自然且更难。