为什么 x[i]=if 比 if... x[i]= 快

Question

这让我感到困惑/好奇，为什么是这个代码

[see assembly]

void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        x[i] = ((y[i] > x[i]) ? y[i] : x[i]);
    }
}

...比这段代码更快？

[see assembly]

void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        if (y[i] > x[i]) x[i] = y[i];
    }
}

并且记录在案，第一个生成的程序集与扩展版本相同：

inline double fn(double a, double b) {
    if (a > b) {
        return a;
    } else {
        return b;
    }
}
void maxArray(double* x, double* y) {
    for (int i = 0; i < 65536; i++) {
        x[i] = fn(y[i], x[i]);
    }
}

[see assembly]

我明白了。第一个是将x[i]设置为条件，中间是有条件地设置x[i]。两者都有条件，所以都有分支？是不是因为后者的扩展 if 语句被优化为向量程序集max 命令，而前者由于某种原因未被识别为 max 函数？

gcc 10.3 x86_64 -Ofast -march=native

Answer 1

从生成的汇编代码中应该很清楚。在第一种情况下，您会得到：

# x[i] = ((y[i] > x[i]) ? y[i] : x[i])

vmovupd ymm1, YMMWORD PTR [rsi+rax
vmaxpd  ymm0, ymm1, YMMWORD PTR [rdi+rax]
vmovupd YMMWORD PTR [rdi+rax], ymm0

而在第二种情况下，您会得到：

# if (y[i] > x[i]) x[i] = y[i];

vmovupd  ymm0, YMMWORD PTR [rsi+rax]
vcmppd   k1, ymm0, YMMWORD PTR [rdi+rax], 14
kortestb k1, k1
je       .L3
vmovupd  YMMWORD PTR [rdi+rax]{k1}, ymm0

正如您在第一个 sn-p 中所见，编译器使用 VMAXPD 专用指令来计算两个双精度浮点值的最大值，而无需分支。不过，在第二个 sn-p 中，有一个比较 (VCMPPD)，然后是一个测试 (KORTESTB) 和一个分支 (JE)。