n 是负数、正数还是零?返回 1、2 或 4

首先，如果要在(几乎(每条指令之后更新此变量，则明显的建议是：

不要

仅当后续指令需要其值时才更新它。在任何其他时间，更新它都没有意义。

但无论如何，当我们更新它时，我们想要的是这种行为：

R < 0  => CR0 == 0b001 
R > 0  => CR0 == 0b010
R == 0 => CR0 == 0b100

理想情况下，我们根本不需要分支。这是一种可能的方法：

1. 将 CR0 设置为值 1 。(如果您确实想要速度，请调查是否可以在不从内存中获取常量的情况下完成此操作。即使你必须花一些说明，也可能是值得的(
2. 如果 R>= 0，则左移一位。
3. 如果 R == 0，则左移一位

步骤2和3可以转换以消除"if"部分

CR0 <<= (R >= 0);
CR0 <<= (R == 0);

这样更快吗？我不知道。与往常一样，当您关注性能时，您需要衡量，衡量，再衡量。

但是，我可以看到这种方法的几个优点：

1. 我们完全避免分支机构
2. 我们避免内存加载/存储。
3. 我们依赖的指令(位移和比较(应该具有低延迟，例如，乘法并不总是如此。

缺点是我们在所有三行之间都有一个依赖链：每行修改 CR0，然后在下一行中使用。这在一定程度上限制了指令级并行性。

为了最小化这个依赖链，我们可以做这样的事情：

CR0 <<= ((R >= 0) + (R == 0));

所以我们只需要在初始化 CR0 后修改一次。

或者，在一行中完成所有操作：

CR0 = 1 << ((R >= 0) + (R == 0));

当然，这个主题有很多可能的变体，所以继续尝试吧。

像往常一样，很多答案已经"没有"了:)你想要位黑客？你会得到的。然后随意使用它，只要你认为合适。

您可以使用该映射到 -1、0 和 1 ( sign (，然后执行以下操作：

return 7 & (0x241 >> ((sign(x) + 1) * 4));

这本质上是使用一个微小的查找表。

或者"天真的bithack"：

int y = ((x >> 31) & 1) | ((-x >> 31) & 2)
return (~(-y >> 31) & 4) | y;

第一行映射x < 0 1，x > 0映射到 2，x == 0映射到 0。然后，第二行将y == 0映射到 4，y != 0映射到 y。

当然，对于 x = 0x80000000，它有一个偷偷摸摸的边缘情况，映射到 3。哎呀。好吧，让我们解决这个问题：

int y = ((x >> 31) & 1) | ((-x >> 31) & 2)
y &= 1 | ~(y << 1);  // remove the 2 if odd
return (~(-y >> 31) & 4) | y;

下面的表达式有点晦涩难懂，但并不过分，它看起来是编译器可以轻松优化的东西：

cr0 = 4 >> ((2 * (n < 0)) + (n > 0));

以下是 x86 目标的 GCC 4.6.1 使用它-O2编译的内容：

xor ecx, ecx
mov eax, edx
sar eax, 31
and eax, 2
test    edx, edx
setg    cl
add ecx, eax
mov eax, 4
sar eax, cl

带有/Ox的VC 2010看起来非常相似：

xor ecx, ecx
test eax, eax
sets cl
xor edx, edx
test eax, eax
setg dl
mov eax, 4
lea ecx, DWORD PTR [edx+ecx*2]
sar eax, cl

使用 if 测试的版本编译为使用这些编译器之一跳转的程序集。 当然，除非你实际检查输出，否则你永远不会真正确定任何特定的编译器将如何处理你选择的任何特定代码。 我的表达式足够神秘，除非它真的是性能关键代码，否则我可能仍然使用if语句版本。 由于您需要经常设置 CR0 寄存器，我认为可能值得衡量此表达式是否有帮助。

gcc 没有优化

        movl    %eax, 24(%esp)  ; eax has result of reading n
        cmpl    $0, 24(%esp)
        jns     .L2
        movl    $1, 28(%esp)
        jmp     .L3
.L2:
        cmpl    $0, 24(%esp)
        jle     .L4
        movl    $2, 28(%esp)
        jmp     .L3
.L4:
        movl    $4, 28(%esp)
.L3:

使用 -O2：

        movl    $1, %edx       ; edx = 1
        cmpl    $0, %eax
        jl      .L2            ; n < 0
        cmpl    $1, %eax       ; n < 1
        sbbl    %edx, %edx     ; edx = 0 or -1
        andl    $2, %edx       ; now 0 or 2
        addl    $2, %edx       ; now 2 or 4
.L2:
        movl    %edx, 4(%esp)

我认为你不太可能做得更好

当我的电脑崩溃时，我正在研究这个。

int cr0 = (-(n | n-1) >> 31) & 6;
cr0 |= (n >> 31) & 5;
cr0 ^= 4;

下面是生成的程序集(适用于英特尔 x86(：

PUBLIC  ?tricky@@YAHH@Z                                 ; tricky
; Function compile flags: /Ogtpy
_TEXT   SEGMENT
_n$ = 8                                                 ; size = 4
?tricky@@YAHH@Z PROC                                    ; tricky
; Line 18
        mov     ecx, DWORD PTR _n$[esp-4]
        lea     eax, DWORD PTR [ecx-1]
        or      eax, ecx
        neg     eax
        sar     eax, 31                                 ; 0000001fH
; Line 19
        sar     ecx, 31                                 ; 0000001fH
        and     eax, 6
        and     ecx, 5
        or      eax, ecx
; Line 20
        xor     eax, 4
; Line 22
        ret     0
?tricky@@YAHH@Z ENDP                                    ; tricky

以及一个完整的详尽测试，也合理地适合基准测试：

#include <limits.h>
int direct(int n)
{
    int cr0;
    if (n < 0)
        cr0 = 1;
    else if (n > 0)
        cr0 = 2;
    else
        cr0 = 4;
    return cr0;
}
const int shift_count = sizeof(int) * CHAR_BIT - 1;
int tricky(int n)
{
    int cr0 = (-(n | n-1) >> shift_count) & 6;
    cr0 |= (n >> shift_count) & 5;
    cr0 ^= 4;
    return cr0;
}
#include <iostream>
#include <iomanip>
int main(void)
{
    int i = 0;
    do {
        if (direct(i) != tricky(i)) {
            std::cerr << std::hex << i << std::endl;
            return i;
        }
    } while (++i);
    return 0;
}

如果有更快的方法，编译器可能已经在使用它。

保持代码简短;这使得优化器最有效。

简单直接的解决方案在速度方面做得非常好：

cr0 = n? (n < 0)? 1: 2: 4;

x86汇编(由VC++ 2010制作，标志/Ox(：

PUBLIC  ?tricky@@YAHH@Z                                 ; tricky
; Function compile flags: /Ogtpy
_TEXT   SEGMENT
_n$ = 8                                                 ; size = 4
?tricky@@YAHH@Z PROC                                    ; tricky
; Line 26
        mov     eax, DWORD PTR _n$[esp-4]
        test    eax, eax
        je      SHORT $LN3@tricky
        xor     ecx, ecx
        test    eax, eax
        setns   cl
        lea     eax, DWORD PTR [ecx+1]
; Line 31
        ret     0
$LN3@tricky:
; Line 26
        mov     eax, 4
; Line 31
        ret     0
?tricky@@YAHH@Z ENDP                                    ; tricky

对于完全不便携的方法，我想知道这是否可能有任何速度优势：

void func(signed n, signed& cr0) {
    cr0 = 1 << (!(unsigned(n)>>31)+(n==0));
}
mov         ecx,eax  ;with MSVC10, all optimizations except inlining on.
shr         ecx,1Fh  
not         ecx  
and         ecx,1  
xor         edx,edx  
test        eax,eax  
sete        dl  
mov         eax,1  
add         ecx,edx  
shl         eax,cl  
mov         ecx,dword ptr [cr0]  
mov         dword ptr [ecx],eax  

与我机器上的代码相比：

test        eax,eax            ; if (n < 0)
jns         func+0Bh (401B1Bh)  
mov         dword ptr [ecx],1  ; cr0 = 1;
ret                            ; cr0 = 2; else cr0 = 4; }
xor         edx,edx            ; else if (n > 0)
test        eax,eax  
setle       dl  
lea         edx,[edx+edx+2]  
mov         dword ptr [ecx],edx ; cr0 = 2; else cr0 = 4; }
ret  

我对组装一无所知，所以我不能确定这是否有任何好处(或者即使我的有任何跳跃。 无论如何，我没有看到以 j 开头的说明(。 一如既往，(正如其他人所说的一百万次(配置文件。

我怀疑这比 Jalf 或 Ben 的更快，但我没有看到任何利用在 x86 上所有负数都设置了某个位的事实，我想我会扔掉一个。

BenVoigt建议cr0 = 4 >> ((n != 0) + (unsigned(n) >> 31));消除逻辑否定，我的测试表明这是一个巨大的改进。

以下是我的尝试。

int cro = 4 >> (((n > 0) - (n < 0)) % 3 + (n < 0)*3);