c++ - C/C++ : Multiply,或位移位然后除法？

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Is multiplication and division using shift operators in C actually faster?

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在可能的情况下，我想知道用位移位后跟整数除法替换单个乘法是否更快。假设我有一个整数k，我想将其乘以2.25。

什么更快？

int k = 5;
k *= 2.25;
std::cout << k << std::endl;

或者

int k = 5;
k = (k<<1) + (k/4);
std::cout << k << std::endl;

输出

11
11

两者给出相同的结果，您可以检查this full example。

最佳答案

第一次尝试

我定义了函数regularmultiply()和bitwisemultiply()，如下所示:

int regularmultiply(int j)
{
    return j * 2.25;
}

int bitwisemultiply(int k)
{
    return (k << 1) + (k >> 2);
}

使用Instruments进行性能分析(在2009 Macbook OS X 10.9.2上的XCode中)后，bitwisemultiply的执行速度似乎比regularmultiply快约2倍。

汇编代码输出似乎证实了这一点，bitwisemultiply将其大部分时间用于寄存器改组和函数返回，而regularmultiply则将其大部分时间用于乘法。

常规乘以:

按位乘以:

但是我的审判时间太短了。

第二次尝试

接下来，我尝试用1000万次乘法执行两个函数，这一次将循环放入函数中，以使所有函数进入和离开都不会掩盖数字。这次，结果是每种方法花费了大约52毫秒的时间。因此，至少对于相对较大但不是巨大数量的计算，这两个函数大约需要相同的时间。这让我感到惊讶，因此我决定计算更长的时间并使用更大的数字。

第三次尝试

这次，我只将1亿乘以5亿乘以2.25，但是bitwisemultiply的输出速度实际上比regularmultiply稍慢。

最后的尝试

最后，我切换了这两个功能的顺序，只是为了查看Instruments中不断增长的CPU图形是否正在减慢第二个功能的运行速度。但是，regularmultiply的性能略好一些:

最终程序如下所示:

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    void regularmultiplyloop(int j);
    void bitwisemultiplyloop(int k);

    int i, j, k;

    j = k = 4;
    bitwisemultiplyloop(k);
    regularmultiplyloop(j);

    return 0;
}

void regularmultiplyloop(int j)
{
    for(int m = 0; m < 10; m++)
    {
        for(int i = 100000000; i < 500000000; i++)
        {
            j = i;
            j *= 2.25;
        }
        printf("j: %d\n", j);
    }
}

void bitwisemultiplyloop(int k)
{
    for(int m = 0; m < 10; m++)
    {
        for(int i = 100000000; i < 500000000; i++)
        {
            k = i;
            k = (k << 1) + (k >> 2);
        }
        printf("k: %d\n", k);
    }
}

结论

那么我们能怎么说呢？我们可以肯定地说的一件事是，优化编译器比大多数人要好。而且，当存在大量计算时，这些优化甚至会更多地展现出来，这是您唯一真正想进行优化的时间。因此，除非您在汇编中编写优化代码，否则将乘法更改为位移可能不会有多大帮助。

考虑应用程序的效率总是很不错的，但是微效率的提高通常不足以保证代码的可读性。

关于c++ - C/C++ : Multiply,或位移位然后除法？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/23984551/