C：使用 char 比使用 int 更快吗？

Question

由于 char 只有 1 个字节长，因此在处理 8 位 unsigned int 时使用 char 是否更好？

示例：我试图创建一个结构来存储颜色的 RGB 值。

struct color
{
  unsigned int r: 8;
  unsigned int g: 8;
  unsigned int b: 8;
};

现在由于它是 int，所以在我的例子中它分配了 4 个字节的内存。但如果我用 unsigned char 替换它们，它们将按预期占用 3 个字节的内存（在我的平台中）。

Answer 1

不，也许有一点点。

首先，这是一个非常依赖平台的问题。然而，<stdint.h>引入标头是为了帮助解决这个问题。

一些硬件平台针对特定大小的操作数进行了优化，并且使用较小（按位大小）的操作数会产生开销，即使逻辑上较小的操作数需要较少的计算。

您应该发现这uint_fast8_t是最快的无符号整数类型，至少有 8 位（#include <stdint.h>要使用它）。这可能与您的问题分别是“是”或“否”相同unsigned char或unsigned int取决于您的问题是“是”还是“否”(*)。

因此，我们的想法是，如果您注重速度，则可以使用uint_fast8_t，编译器将选择适合您目的的最快类型。

该方案有几个缺点。一是，如果您创建大量数据，性能可能会受到损害（并达到限制），因为您为此目的使用了“超大”类型。

在 4 字节int比 1 字节快的平台上char，您使用的内存大约是所需内存的 4 倍。如果您的平台很小或规模很大，这可能是一笔巨大的开销。

此外，您还需要小心，如果基础类型不是您期望的最小大小，那么某些计算可能会混淆。

uint_fast8_t对于无符号操作数，算术“时钟”整齐地排列，但如果实际上不是 8 位，则显然大小不同。

以下返回的内容取决于平台：

#include <stdint.h>

//...

int foo() {
   uint_fast8_t x=255; 
   ++x;
   if(x==0){
       return 1;
   }
   return 0;
}

处理潜在的超大类型的开销可能会收回你的收益。

我倾向于同意 Knuth 的观点，即“过早的优化是万恶之源”，并且我会说，只有在需要时才应该采用这种聪明才智。

现在先进行 typedeftypedef uint8_t color_comp;并让应用程序正常工作，然后再尝试削减几分之一秒的性能！

我不知道您的应用程序是做什么的，但可能它在 RGB 通道中不是计算密集型的，并且瓶颈（如果有）在其他地方。也许您会发现一些高负载计算值得处理uint_fast8_t转换和问题。

高德纳 (Knuth) 的智慧在于，无论如何，你可能直到稍后才知道它在哪里。

(*) 它可能是unsigned long或者确实是其他类型。唯一的限制是它是无符号类型且至少为 8 位。