c - C 中的有符号与无符号运算

Question

非常简单的问题:

我有一个程序对 int 和 long long 进行大量数学计算。为了增加一点，我将 long long 设为无符号，因为我只处理正数，现在可以获得更多的值。

奇怪的是，这给了我 15% 的性能提升，我确认这是因为简单地将所有 long long 设为无符号。

这可能吗？无符号数的数学运算真的更快吗？我记得读过没有区别，编译器会自动选择最快的方式去签名或未签名。这 15% 的提升真的是因为使变量无符号，还是我的代码中有其他影响？

而且，如果真的是让变量无符号，我是否应该让所有东西(甚至整数)都无符号，因为我从不需要负数，如果我能保存每一秒，每一秒都很重要。

Answer 1

在某些操作中，有符号整数更快，而在其他操作中，无符号整数更快:

• 在 C 语言中，可以假设有符号整数运算不换行。例如，编译器将在循环优化中利用这一点。可以类似地优化比较。 (如果您没有预料到这一点，这也可能导致细微的错误)。

• 另一方面，无符号整数没有这个假设。然而，不必处理符号对于某些操作来说是一个很大的优势，例如:除法。无符号除以 2 的常数次幂是一个简单的移位，但是(取决于您的舍入规则)负数有一个有条件的 off-by-1。

就我个人而言，我养成了只使用无符号整数的习惯，除非我真的、真的有一个需要签名的值。与其说是性能，不如说是正确性。

您可能会看到 long long 放大的效果，(我猜)在您的情况下是 64 位。 CPU 通常没有处理这些类型的单一指令(在 32 位模式下)，因此有符号操作稍微增加的复杂性会更加明显。