比较是否意味着一个分支？

这仅涉及一个分支：

unsigned(i – min_i) <= unsigned(max_i – min_i)

虽然这涉及两个：

min_i <= i && i <= max_i

当 CPU 遇到分支时，它会咨询其预测器并遵循最可能的路径。如果预测是正确的，则该分支在性能方面基本上是免费的。如果预测错误，CPU 需要刷新管道并重新开始。

这种优化是一把双刃剑---如果你的分支是高度可预测的，那么第一个分支实际上可能比第二个运行得慢。这完全取决于您对数据的了解程度。

序言：现代编译器能够以各种方式消除分支。因此，没有一个示例必然会在最终（汇编程序或机器）代码中产生分支。

那么，为什么逻辑基本上意味着分支呢？

代码

bool check_interval_branch(int const i, int const min_i, int const max_i)
{
  return min_i <= i && i <= max_i;
} 

可以在逻辑上重写为：

bool check_interval_branch(int const i, int const min_i, int const max_i)
{
  if (min_i <= i) 
  { 
    if (i < max_i) return true; 
  }
  return false;
} 

在这里，您显然有两个分支（其中第二个分支仅在第一个为真时执行 - 短路），分支预测器可能会错误地预测它们，从而导致管道的重新滚动。

Visual Studio 2013（优化为一）生成以下程序集，其中包含以下两个分支：check_interval_branch

  push  ebp
  mov   ebp, esp
  mov   eax, DWORD PTR _i$[ebp]
  cmp   DWORD PTR _min_i$[ebp], eax    // comparison
  jg    SHORT $LN3@check_inte          // conditional jump
  cmp   eax, DWORD PTR _max_i$[ebp]    // comparison
  jg    SHORT $LN3@check_inte          // conditional jump
  mov   al, 1
  pop   ebp
  ret   0
$LN3@check_inte:
  xor   al, al
  pop   ebp
  ret   0

代码

bool check_interval_diff(int const i, int const min_i, int const max_i)
{
  return unsigned(i - min_i) <= unsigned(max_i - min_i);
}

在逻辑上等同于

bool check_interval_diff(int const i, int const min_i, int const max_i)
{
  if (unsigned(i – min_i) <= unsigned(max_i – min_i)) { return true; }
  return false;
}

它只包含一个分支，但执行两个差异。

Visual Studio 2013 生成的代码甚至不包含条件跳转。check_interval_diff

  push  ebp
  mov   ebp, esp
  mov   edx, DWORD PTR _i$[ebp]
  mov   eax, DWORD PTR _max_i$[ebp]
  sub   eax, DWORD PTR _min_i$[ebp]
  sub   edx, DWORD PTR _min_i$[ebp]
  cmp   eax, edx                    // comparison
  sbb   eax, eax
  inc   eax
  pop   ebp
  ret   0

（这里的诀窍是，根据进位标志，完成的减法相差 1，进位标志又被指令设置为 1 或 0。sbbcmp

事实上，你在这里看到了三个不同之处（2x，1x）。subsbb

这可能取决于您的数据/用例，哪一个更快。

请参阅此处关于分支预测的 Mysticals 答案。

您的代码在逻辑上与int x = i<5;

int x = false;
if (i < 5)
{
  x = true;
}

它再次包含一个分支（仅在以下情况下执行。x = truei < 5

虽然这里给出的答案很好，但并非所有比较都转化为分支指令（它们确实引入了数据依赖关系，这也可能会降低一些性能）。

例如，以下 C 代码

int main()
{
    volatile int i;
    int x = i<5;

    return x;
}

由 gcc（x86-64，启用优化）编译为：

    movl    -4(%rbp), %eax
    cmpl    $5, %eax
    setl    %al
    movzbl  %al, %eax

该指令根据其前面的比较指令的结果设置 的值。setlAL

当然，这是一个非常简单的例子 - 这种组合可能会引入依赖关系，阻止处理器并行执行它们，甚至可能花费你几个周期。cmp/setl

尽管如此，在现代处理器上，并非所有比较都变成了分支指令。

谁曾经写过那个页面，谁就不是一个合格的程序员。第一 比较并不一定意味着一个分支;这取决于你什么 和他们一起做。这是否意味着一个分支取决于 处理器和编译器。通常需要一个分支，但是 即便如此，一个好的优化器有时也可以避免它。A 或 A 通常需要一个分支，除非编译器可以展开 循环，但该分支是高度可预测的，因此即使分支 预测是一个问题，可能无关紧要。ifwhilefor

更一般地说，如果您在写作时担心这个级别的任何事情 你的代码，你浪费了你的时间，并使维护工作变得更加多 难。你唯一应该担心的时候是一旦你有一个 性能问题，并且探查器显示这是 你正在失去性能。此时，您可以尝试 编写代码的几种不同方法，以确定哪种方式将 为编译器和硬件的组合提供更快的代码。 （更改编译器或硬件，它们可能不是同一个。