哪个操作需要更多的 CPU 时钟，取模还是比较？答案

【问题标题】：which operation takes more CPU clocks, modulo or comparison?哪个操作需要更多的 CPU 时钟，取模还是比较？
【发布时间】：2014-02-27 02:27:56
【问题描述】：

哪个操作需要更多 CPU 时钟、modulo 或 comparison？

这段代码需要更多时间吗：

for(j = i; j <= 10; j++)
{
   if(j == 10) printf("0");
   else printf("%d", j);
}

或者这个

for(j = i; j <= 10; j++)     
   printf("%d", j % 10);

为什么？

【问题讨论】：

如果你想比较汇编代码，你可以反汇编可执行文件（或使用gcc -S）并检查代码，也可以使用优化标志
几乎相同，因为 printf() 99% 的时间都会吃掉。如果你把它清理干净，@Javier 的答案是正确的。

标签： c division modulo cpu-cycles

【解决方案1】：

如果以 CPU 周期来衡量，模运算可能需要更多周期；这可能取决于 CPU。但是，CPU 周期并不是衡量现代处理器性能的好方法，现代处理器一次运行多个指令（流水线），具有多层缓存等。在这种情况下，进行额外的测试将意味着额外的分支，这在时序方面可能更重要（即影响指令流水线）。唯一确定的方法是对其进行优化编译并计时。

我知道你的例子只是一个例子，但这也说明了过早的优化。对printf 的调用将花费比模数或比较多几个数量级的时间。如果你想优化你的例子，你会写这样的：

printf ("1234567890");

【讨论】：

【解决方案2】：

比较是一种简单的操作，通常速度更快（CPU 可以对位使用逻辑运算符）。

如果您对一个不是 2 的幂的数字进行模运算，CPU 必须执行除法，这可能是一项非常昂贵的操作（当然这取决于您使用的数字的大小）。

说到 cpu 时钟，可以并行进行比较，因为您可以只使用 xor 操作，因此执行 x==10 或 x==200000 将占用相同的少量 cpu 时钟。使用除法是不可能的，更大的数字将需要更多的时间。

【讨论】：

在许多处理器上，比较会将其结果写入全局寄存器，这会阻止它们与使用该寄存器的其他指令并行执行。一些处理器对寄存器进行分区或为其提供“重命名”，这允许一些并行性。但是，即使这样，比较方法也需要分支，并且分支不仅不能并行化，而且会中断指令预取和推测执行。
除法比加、减、乘要复杂得多，相比之下，如果我理解的话，它需要一个以上的周期。我认为模数可能是在芯片中构建的。如果你可以用减法和乘法代替，那就这样做。这里的 CPU 周期：embeddedgurus.com/stack-overflow/2011/02/…

【解决方案3】：

就汇编而言，模运算意味着“从未如此简单”的乘法。见一些algorithms。分支操作实际上是第二快的指令（跳转是第一个），因为它最多只需要一个减法来进行比较。

【讨论】：

还有一个部门 :-)