三元运算符性能更优

作者: Fuoca 发布于 2020-08-26 更新于 2020-08-26 字数统计 913字 阅读时长 ≈ 3分2秒

一. 概述

  • 以前在学习语言的时候,常常有人说如果能用三元运算符x=y>0?A:B;,其性能会比使用if...else...性能更好,后来了解了CPU的运行原理后,才明白其中的原因。

二.原理

1. CPU处理模式

  • 首先,需要明白CPU底层的处理方式。
  • CPU是通过流水线处理来获得高性能的。所谓流水线,简单来说就是当CPU在处理当前指令的时候,后面已经有N条指令在后面排队等待你去执行了。这样,当你要执行下一条指令的时候,你不用再去找那条指令,它已经乖乖跟在前一条指令的屁股后面等你去执行了。

2. if…else…处理模式

  • 那问题就在于,后面的指令需要确认一个排队顺序。如果程序员也是简单的编写流水线式的代码,对于CPU来说指令排序很容易。但是if…else…就不一样了。
  • if…else…简单来说就是:当我满足条件,那我就执行A,如果我不满足条件,我就执行B。但是对于给指令排队的CPU来说,它还没执行到判断条件这一步,不知道你满不满足呀!这样它就不好给指令排队了。
  • 假设它按照你满足条件,把A指令排在你后面。那么当执行到最后发现你不满足条件,那么就得把之前排好的队列清空,重新给你把B指令排到后面给你执行。这种预测错误的惩罚将会导致CPU处理时间更长。
  • 假设预测准确的话,每次调用函数大概13个时钟周期,而只要预测错误,可能就需要大约44个时钟周期了。

3. 三元运算处理模式

  • 对于三元运算符,它的处理方法就不同了。
    x=y>0?A:B;
  • 当CPU要给这条指令排队时,它会将两种结果都进行排队,也就是表达式A和表达式B都会被CPU进行处理,算出结果。
  • 计算对CPU来说反而是它更喜欢的事情,你只要能排队排好了,让它能流水线模式来执行,对于它来说总体速度反而更快。
  • CPU会将两种结果A和B都给计算出来(这跟if…else…不同,其只会计算一种结果),最后再判断y>0?。如果y>0,则选择A,抛弃B; 否则就选择B,抛弃A。

三.讨论

  • 当然,这只是很细节很细节的东西,平时使用应该也感觉不出多大的差别。而且三元运算符其实使用的范围也挺局限的,一些简单点的选择可以使用,如果是一些复杂的,把代码写得让人看都看不懂,那就没意思了。

参考资料

  • 深入理解计算机系统(CSAPP)
来源:FuocaのBlog,欢迎分享,欢迎评论,( QQ:3283906509 )
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