如何在 C 中执行无分支条件算术运算？

Question

我有一个值int x，我想有条件地添加（例如）一个值int y，具体取决于bool c. 我可以写这样的代码：

bool c;    // C23, or stdbool.h macro for _Bool.  Converts to integer 0 or 1
int x, y;  // x could be a global or something

...

if (c)
    x += y;

如果没有分支我怎么能写这个？

ifx是一个没有其他线程可以引用的局部变量，如果编译器认为这样更有效，则可以将 if 转换为无分支。（特别是在自动向量化的情况下，但也适用于标量。）但这对于全局变量来说不是线程安全的，或者如果x实际上是*x带有int *. 编译器无法发明类似于*x += 0抽象机不读取或写入的可能共享对象的写入，这可能会引入数据竞争并影响其他线程存储的值。

Answer 1

一个基本的答案是生成一个无分支表达式，该表达式的计算结果为yif cistrue或运算的同一性（0 表示加法/减法，1 表示乘法/除法），否则然后使用该表达式。

选项 1：乘以布尔值

一个非常简单的解决方案是将布尔值乘以y然后相加：

x += c*y;

选项 2：按位逻辑

从布尔值按位与创建一个掩码，然后添加：

x += -c&y;

这样，如果布尔值为 false，则对该值取反仍将是 0，并且对任何数字进行按位与 0 都会得到 0，因此这将导致该值加 0。否则，求反true将给出-12 的补码中全为 1，这将给出y按位与的后面，并与y相加x。

笔记：该问题以加法为例，但如果所讨论的运算是除法或乘法，则!c必须将值添加到增强赋值的右侧操作数。这是因为乘法恒等式是 1 而不是 0。

例如

x *= -c&y+!c;