FizzBu​​zz 优化 |模数与递减运算符性能

Question

这不是 FizzBu​​zz 代码中关于如何处理重复的 if 语句的典型辩论。我认为这是个人喜好问题。

我是来问关于重复数学运算的选择的。

通常，FizzBu​​zz 代码的解决方案是在每次迭代中使用取模运算符。但是，我担心它对性能的影响。

据我所知，模数运算符与除法运算符紧密相连，与简单的增量和减量运算符相比，它具有相当大的性能开销。

另外，我不相信编译器有能力分析和优化循环中模运算符的使用。

因此，我给出了仅使用简单递减运算符的替代解决方案。以下代码是用 C++ 编写的。

我希望了解我的方法是否会带来性能优势，或者它是否真的是一个糟糕的想法会降低性能。

如果还有其他方法可以进一步优化 FizzBu​​zz 代码。 （我认为在经过修改的 FizzBu​​zz 拼图中有很多案例可供比较，查找表可能更可取）

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典型的 FizzBu​​zz 解决方案。

for (unsigned int i = 1; i <= 1000000; ++i) {
    if (!(i % 15))
        std::cout << "FizzBuzz\n";
    else if (!(i % 3))
        std::cout << "Fizz\n";
    else if (!(i % 5))
        std::cout << "Buzz\n";
    else
        std::cout << i << '\n';
}

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我的优化代码。

static const unsigned int fa {3};
static const unsigned int fb {5};

unsigned int a {fa};
unsigned int b {fb};

for (unsigned int i = 1; i <= 1000000; ++i) {
    --a, --b;
    if (!a && !b) {
        a = fa;
        b = fb;
        std::cout << "FizzBuzz\n";
    } else if (!a) {
        a = fa;
        std::cout << "Fizz\n";
    } else if (!b) {
        b = fb;
        std::cout << "Buzz\n";
    } else {
        std::cout << i << '\n';
    }
}

Answer 1

在模数情况和减量情况下，运行时间将由流输出支配。即使不考虑 I/O，条件（很难预测）也会比算术贡献更多。最后，整数除法或模数除以常数非常快，因为它是通过特殊的乘法例程而不是 DIV 来实现的。

在某些情况下，用有条件设置的计数器替换模数会更快。这种情况不是其中之一。