比较操作员性能 <= 与 ！=

Comparison operator performance <= against !=

本文关键字：lt 操作员 性能 比较      更新时间：2023-10-16

让我们从说明代码可读性优于微优化开始，我们应该把这个问题留给编译器。这只是一个奇怪的案例，细节看起来很有趣，而不是一般的建议

所以我在摆弄一个质数生成器函数，并产生了一个奇怪的行为，其中"!="人们认为最有效的实际上是最低效的"<="最糟糕的作为最好的选择。

c# 

private static void Main(string[] args) {
  long totalTicks = 0;
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
    PrintPrimes(15000);
    totalTicks += stopWatch.ElapsedTicks;
  }
  Console.WriteLine("nnnnTick Average: {0}", totalTicks / 100);
  Console.Read();
}
private static void PrintPrimes(int numberRequired) {
  if (numberRequired < 1)
    return;
  Console.Write("{0}t", 2);
  int primeTest = 3;
  /****** UPDATE NEXT TWO LINES TO TEST FOR != *****/
  int numPrimes = 2;  // set numPrimes = 1 for !=
  while (numPrimes <= numberRequired) {  // switch <= to !=
    if (IsPrime(primeTest)) {
      Console.Write("{0}t", primeTest);
      ++numPrimes;
    }
    primeTest += 2;
  }
}
private static bool IsPrime(int test) {
  for (int i = 3; i * i <= test; i = 2 + i)
    if (test % i == 0)
      return false;
  return true;
}
输出:

<= 1319991
!= 1321251

同样在c++中(在不同的机器上)

include <cstddef>
#include <limits>
int main() {
  for(size_t i(0) ; i <= 10000000000 ; ++i);
}
输出:

<=
real        0m16.538s
user        0m16.460s
sys        0m0.000s
~ [master] $ vim d.cc
!=
real        0m16.860s
user        0m16.780s
sys        0m0.000s

循环运行相同的次数。是否有任何优化<=不适用!=或它是一些奇怪的cpu行为?

假设结果是相同的迭代次数，那么存在差异是没有意义的。

如果我们假设它是一个x86处理器，!=变成jne(或je，取决于"它是"或"它不是"的哪一边跳跃[1])。<=将执行jle或jgt，这取决于循环的方向。虽然指令不同，但其他处理器具有相同类型的指令。

我怀疑你有测量误差。在16秒中，不到0.2秒的差异并不是一个很大的差异，您可能只是有更多的网络数据包，硬盘中断或一些后台进程在运行。

[1]例如，具有固定迭代集的for循环通常只有一个"如果不为真，则跳转到循环的开始"，同样适用于while循环。

我刚刚在我的机器上运行了这个:

bool IsPrime(int test) {
  for (int i = 3; i * i <= test; i = 2 + i)
    if (test % i == 0)
      return false;
  return true;
}
void PrintPrimes(int numberRequired) {
  if (numberRequired < 1)
    return;
  int primeTest = 3;
  /****** UPDATE NEXT TWO LINES TO TEST FOR != *****/
  int numPrimes = 2;  // set numPrimes = 1 for !=
  while (numPrimes != numberRequired) {  // switch <= to !=
    if (IsPrime(primeTest)) {
      ++numPrimes;
    }
    primeTest += 2;
  }
}
int  main() 
{
  long totalTicks = 0;
  for (int i = 0; i < 100; ++i) {
    PrintPrimes(15000);
  }
}

用g++ -O3 primes.cpp编译。在主循环中使用!=和<=之间的区别并不明显。!=最快的是3.326秒，<=最快的是3.329秒，!=最慢的是3.332秒，<=最慢的是3.335秒。之前在我的机器上运行过许多基准测试，我知道毫秒数字没有什么意义，所以我认为两者都需要3.33秒。

再确认一下:

--- primesne.s  2013-04-30 23:52:10.840513380 +0100
+++ primesle.s  2013-04-30 23:52:35.457639603 +0100
@@ -46,7 +46,7 @@
 .L3:
    addl    $2, %esi
    cmpl    $15000, %edi
-   jne .L10
+   jle .L10
    subl    $1, %r9d
    jne .L2
    xorl    %eax, %eax

"不相等"answers"小于或等于"之间的全部差异是jne和jle指令-这是g++的两个代码变体的汇编器输出-那是diff的整个输出。

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