比较 C++ 中 & 与 % 的速度 [重复]答案

【问题标题】：Comparing speed of & vs % in C++ [duplicate]比较 C++ 中 & 与 % 的速度 [重复]
【发布时间】：2015-01-26 23:16:16
【问题描述】：

在C++命令中是不是真的

n & 1

比

更快，使用更少的内存

n % 2?

（其中 n 是 int 类型）

在全球范围内，有什么方法可以比使用 % 运算符更快地找到整数模 2 的余数？提前致谢。

【问题讨论】：

你确定你的编译器还没有把第二个翻译成第一个吗？
为什么你认为模运算对你来说不够快？
对于有符号整数，这两个表达式不等价 - 也许您正在考虑无符号整数？
@moodboom。它当然足够快 - 我只是感兴趣。
@gha.st：Javascript 和 C++ 之间的规则是否相同是非常值得怀疑的——Javascript 甚至没有静态类型。它可能是重复的，但不是那个问题。

标签： c++ performance modulo micro-optimization bitwise-and

【解决方案1】：

哪个使用或多或少的内存高度依赖于指令编码，但如果编译器没有针对同一事物优化n % 2，n & 1 可以快很多倍 [1]。当然，许多编译器确实会进行这种优化（或者可能会做同样的事情但处理对% 有有趣影响的负数，& 不需要“关心”）。

请注意，根据您想要实现的具体目标，负数需要在使用& 1 之前进行特殊处理。如果从-1 & 1 得到1 没问题，那么使用& 确实是一个有效的选择，但在数学上有点奇怪。

还请注意，在比较性能时，您始终需要进行自己的基准测试 [或非常了解特定编译器为特定处理器型号生成的内容]，您不能总是依赖您在互联网上阅读的内容- 包括我的帖子。

[1] 作为比较，大多数现代处理器在单个时钟周期内执行 AND，并且通常可以并行执行多个此类操作。用于余数的整数除法绝对不是那么快。我碰巧有一份 2012 年 1 月的 AMD 优化指南，适用于“15 系列”处理器。以“余数”为答案的 32 位除法运算最多需要 39 个时钟周期。因此，假设编译器没有将 % 优化为 AND 指令，使用 % 比使用 & 差大约 40-80 倍 - 当然假设它是一个有效的优化。

【讨论】：

@PaulR：就像我在回答中所说的那样“负数在% 中变得‘有趣’”。至少当您使用带有 2^n 值的 % 时，gcc 确实会执行 AND 指令 - 但它会在有符号数上执行一些额外的指令，从而使优化效率降低一些。
抱歉 - 初读时错过了。
使它更清楚，所以希望其他人会“立即得到它”。
人们也容易忘记除以 2 的幂等于仅对正数进行位移。