在 ?: 运算符上分支？

Question

对于现代硬件上的典型现代编译器，

? :

运算符会导致影响指令管道的分支吗？

换句话说，调用这两种情况以避免可能的分支，哪个更快：

bool testVar = someValue(); // Used later.
purge(white);
purge(black);

或者选择实际需要清除的部分并仅由操作员进行

?:

:

bool testVar = someValue();
purge(testVar ? white : black);

我意识到你不知道 purge() 需要多长时间，但我只是在这里问一个一般性问题，关于我是否想要调用 purge() 两次以避免代码中可能出现分支。

我意识到这是一个非常微小的优化，可能没有真正的区别，但仍然想知道。 我希望

?:

不会导致分支，但想确保我的理解是正确的。

Answer 1

取决于平台。 具体来说，取决于CPU的跳转预测表的大小以及CPU是否允许条件操作（如ARM）。

具有条件操作的CPU将强烈支持第二种情况。 具有较大跳转预测表的 CPU 将有利于第一种情况。

真正的答案（与任何其他性能问题一样）：测量和比较。 有时，代码的其余部分会抛出曲线球，通常无法预测某些更改的影响。

Answer 2

CMOV（Conditional MOVe）指令自 Pentium Pro 以来一直是 x86 指令集的一部分。由于常用的编译器选项和 C 语言的限制，GCC 很少自动生成它。 SETCC/CMOV 序列可以通过内联汇编插入到您的 C 程序中。仅当条件变量是程序内部循环（数百万次执行）中的随机振荡值时才应执行此操作。在非振荡情况和简单振荡模式的情况下，现代处理器可以以非常高的准确度预测分支。 2007 年，Linus Torvalds 在此建议 在大多数情况下避免使用 CMOV。

英特尔在 英特尔(R) 架构软件开发人员手册，第 2 卷：指令集参考手册中描述了条件移动：

CMOVcc 指令检查一个或多个状态 EFLAGS 寄存器中的标志（CF、OF、PF、SF 和 ZF）并执行 如果标志处于指定状态（或条件），则进行移动操作。一个 条件代码 (cc) 与每条指令相关联以指示 正在测试的条件。如果不满足条件，则 不执行移动并继续执行指令 遵循 CMOVcc 指令。

这些指令可以将 16 位或 32 位值从内存移动到 通用寄存器或从一个通用寄存器到 其他。 8 位寄存器操作数的条件移动不是 支持。

描述中给出了每个 CMOVcc 助记符的条件 上表的列。术语“更少”和“更大”用于 有符号整数和术语“上方”和“下方”的比较是 用于无符号整数。

因为状态标志的特定状态有时可以是 以两种方式解释，为某些操作码定义了两个助记符。 例如，CMOVA（条件移动，如果以上）指令和 CMONVBE（不低于或等于则条件移动）指令是 操作码 0F 47H 的备用助记符。

Answer 3

我无法想象第一种方法会更快。

使用第一种方法，您可以避免分支，但是用函数调用替换它，这通常会涉及分支以及更多内容（除非它是内联的）。 即使是内联的，除非 purge() 函数内部的功能绝对微不足道，否则它几乎肯定会变慢。

Answer 4

调用函数至少与执行逻辑测试+跳转一样昂贵（是的，

? :

三元运算符需要跳转）。

Answer 5

在第一种情况下，清除被调用两次。在第二种情况下，清除被调用一次

很难回答有关分支的问题，因为它非常依赖于编译器和指令集。例如，在 ARM（具有条件指令执行）上，它可能不会分支。在 x86 上几乎肯定会