为什么 if(1) 比 if(true) 快

Question

我正在尝试用 JavaScript 和画布制作 Conway 的生命游戏，我有一个 1280x720 的矩阵用于存储单元格数据，我目前将数据存储为 1 = 活着，0 = 死亡，然后当我检查一个细胞是否活着时，我只是这样做：if(matrix[i][j]) 我很好奇这是否可以改进并在 https://jsbench.me/ 复制了一个类似的场景并注意到如果使用“真/假”，整个事情会慢 +-11%，为什么会这样？不是应该更快吗？

示例基准，只需将 1 更改为 true 即可测试其他场景

let array = []
for(let i = 0; i<1000000; i++){
   array.push(1)
}
let sum = 0
for(let i = 0; i<1000000;i++){
    if(array[i]){
        sum++
    }
}

Answer 1

您看到的性能差异并不完全是由于if 语句评估，而是由于访问值（1 或true）的数组元素类型。 V8 引擎区分arrays of different element kinds。 1 的数组将被视为PACKED_SMI_ELEMENTS，而true 的数组将被视为PACKED_ELEMENTS。因此，使用布尔元素的版本会慢一些。

作为说明，这里是在数组元素类型之间应用的相对性能优化的网格，左上角的性能最佳，右下角的性能最差：

并且here's a benchmark 将您的两个测试与我基于my comment below 添加的测试进行比较：

Answer 2

（这里是 V8 开发人员。）

简而言之，1/0 版本更快，因为数组的元素种类有助于 if 语句做更少的工作。

加长版： 正如@PatrickRoberts 指出的那样，V8 会跟踪存储在数组中的值的类型。这种机制是相当粗粒度的，它只区分“just integers”、“just doubles”和“anything”。 if(array[i])，当它知道数组只包含整数时，可以简单地与 0 进行比较以查看是否应采用分支。它不会比这更快。但是，如果数组包含“任何东西”（包括 true），那么根据 JavaScript 的语义，V8 必须检查加载的值是否为“true-ish”，即在条件上下文中评估为 true。相反，即检查虚假值实际上更容易/更快，因此 V8 检查：值是false？是""吗？它是一个数字（可能是 0）吗？它是 BigInt（可能是 0n）吗？是document.all（特别好玩的古代特例遗物）？任何其他计算结果为true。 在这种特殊情况下，立即检查true 是“聪明的”/幸运的，但引擎不知道这一点，而且这种启发式一般不会有好处。

（请注意，得出if(1) 比if(true) 快的结论是错误的——特别重要的是条件中的值是从数组加载的，并且该数组跟踪可能的范围值，这会影响随后需要或不需要对加载的值进行的检查。当您使用常量 1 和 true 时，两个评估具有相同的速度（事实上，在大多数情况下，优化编译器会完全删除它们，因为if(true) 是真的，呵呵！）。）

也就是说，您看到的大部分差异并不是由于这个原因，因为测试在第一个循环中花费了超过 90% 的时间来填充数组。将一个数组从长度 0 增加到一百万意味着它的后备存储需要重复扩展，这意味着分配一个新的后备存储并复制所有现有元素。这是仅整数元素具有速度优势的另一种操作：它们可以使用批量复制操作，移动数据的速度与 CPU 访问内存的速度一样快。然而，在“anything”数组中，垃圾收集器必须执行额外的传递以查看是否有任何值是它感兴趣的引用。在这种情况下，所有值都是 true 哨兵，它们不是，但 GC 不检查就无法知道。