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If-else与三目运算符的区别

 CsenWaKaKa 2017-10-28 发布于上海
     某日一个同学在做算法题,(旅游背包)在OJ系统提交时超时 我们在设法优化代码减少运行时间时,发现貌似If-else比三目运算?: 更快一点。 于是,用VC写了一段简短的测试。同样是双重循环中执行 if-else与三目运算,计算其花费的时间。
  
a=100,b=50,n为测试变量 
start=clock();
for(i=1;i<=n;i++)
{
      for(j=1;j<=n;j++)
     {
           if(a>b)
             temp=a;
           else
             temp=b;
      }
}
end=clock();
cout << "Time= "<<end-start<<endl;

for(i=1;i<=n;i++)
{
       for(j=1;j<=n;j++)
       {
            temp=a>b?a:b;
        }
}
 
 以下是测试结果:
 time单位为 ms
 n=100
 If time = 0
 The :? time = 0

 n=1000
 If time = 2
 The :? time = 4

 n=10,000  
 If time = 253
 The :? time = 360

 n=50,000  
 If time = 6209
 The :? time = 8941

 n=100,000   
 If time = 24343
 The :? time = 35807
 
    可以见到,随着n越大,两者差距越来越明显(未经多台电脑测试,仅经自己台试,神奇的是在Ubuntu下没多大差别,这问题在后面说),然后我通过反编译,查看它们的汇编代码,发现一件令我不解的神奇事。
  
以下分别是If-else与三目运算的汇编代码。

37:               if(a>b)
00401079   mov         ecx,dword ptr [ebp-10h]
0040107C   cmp         ecx,dword ptr [ebp-14h]
0040107F   jle         main+79h (00401089)
38:                   temp=a;
00401081   mov         edx,dword ptr [ebp-10h]
00401084   mov         dword ptr [ebp-18h],edx
39:               else
00401087   jmp         main+7Fh (0040108f)
40:                   temp=b;
00401089   mov         eax,dword ptr [ebp-14h]
0040108C   mov         dword ptr [ebp-18h],eax
  

51:               temp=a>b?a:b;
004010F3   mov         edx,dword ptr [ebp-10h]
004010F6   cmp         edx,dword ptr [ebp-14h]
004010F9   jle         main+0F3h (00401103)
004010FB   mov         eax,dword ptr [ebp-10h]
004010FE   mov         dword ptr [ebp-24h],eax
00401101   jmp         main+0F9h (00401109)
00401103   mov         ecx,dword ptr [ebp-14h]
00401106   mov         dword ptr [ebp-24h],ecx
00401109   mov         edx,dword ptr [ebp-24h]
0040110C   mov         dword ptr [ebp-18h],edx
 

    可见后者比前者多了两条指令。
    If-else无论在何种情况下(在if中或者else中),都是通过先将需要赋的变量值传给寄存器然后再通过寄存器赋值给temp变量 。即
    mov edx,b; mov temp,edx ;
    然而,对于三目运算,它其中一步却增加多了一个临时变量。  
    mov ecx,b;mov NEWTEMP,ecx;
    mov edx,NEWTEMP;mov temp;edx;
    
    以下是一个同学给我的答案(他从编译原理课上学的):
    因为三目运算是先运算,再赋值!
    例如 :  
       temp = a > b ? a : b ;
       a > b ? a : b 是运算,  temp = (a > b ? a : b )是赋值。
       所以在三目的汇编里面  a,b,temp地址 为10h,14h 18h  无论a>b的结果怎样,都有先将它后               面的结果保存在地址为  24h 的中间变量里面 ,然后再 赋值给地址为 18h 的temp变量中!
               
     而 if 语句是直接赋值 ,不存在运算,所以快了一点。


然后根据这原理,可以知道 ++i 比 i++ 快, x+=y 比 x=x+y 快。
不过,我们写程序的时候可以忽略它们,因为这种东西,编译器已经帮我们优化了!!!
所以不管你写 i++ 还是 ++i ,它都是一样的 ,以下是证明。
00401048   mov         dword ptr [ebp-4],1
32:
33:       ++i;
0040104F   mov         eax,dword ptr [ebp-4]
00401052   add         eax,1
00401055   mov         dword ptr [ebp-4],eax
34:
35:       i++;
00401058   mov         ecx,dword ptr [ebp-4]
0040105B   add         ecx,1
0040105E   mov         dword ptr [ebp-4],ecx

    可是为什么VC没有优化这个三目运算?把它改成if形式?
    回到上面遗留的问题,为何Ubuntu下运行没区别?----> 或许Ubuntu下的编译器把它优化了
    之前在百度找了一下答案,说是如果将三目赋的值变为常量,这样的话执行起来无需要像if-else那样跳转,利于CPU执行。(这涉及到硬件,我不懂,也没兴趣继续刨根问底了~这问题,到此结束吧。)

以下是常量的汇编代码。 确实没有跳转指令  将1:0换成其他数字,经测试也是没有,虽然指令会多了几条。
38:       z=x>y?1:0;
0040106E   mov         ecx,dword ptr [ebp-8]
00401071   xor         edx,edx
00401073   cmp         ecx,dword ptr [ebp-0Ch]
00401076   setg        dl
00401079   mov         dword ptr [ebp-4],edx

本文转载自http://blog.sina.com.cn/s/blog_6cf502aa0101e7mx.html,非原创
    

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