c - 交换两个数字 - 处理器行为

Question

我正在寻找交换两个数字的替代选项并找到了链接 How to swap two numbers

在评论部分提到使用临时变量更好。以下是我从链接复制的评论

If we look at the problem at the CPU instructions perspective, use tmp will be better than all above 3 method, i have run a benchmark agains all those 4 method (including the 4th by ?using temp variable). without surprise, the 4th way beats all above 3 method. And the reason is how CPU move the variable into register and how many register we need to use.

但我无法找到有关其工作原理的线索。有人可以向我解释它在处理器级别的工作原理以及为什么 temp 变量更好(如果是的话)吗？

Answer 1

要查看在此级别发生了何种优化的唯一方法是编译和反汇编。事实证明，编译器已经非常擅长删除或重新解释您的代码以使其更快。

我使用 MS C 编译器编译了这段代码:

int main() 
{
        int a = 1;
        int b = 2;
        int c;

        // Force use of the variables so they aren't optimized away
        printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

        c = b;
        b = a;
        a = c;

        // Force use again
        printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

        return 0;
}

这是优化后的实际输出，为简洁起见进行了编辑:

; 4    :    int a = 1;
; 5    :    int b = 2;
; 6    :    int c;

; OPTIMISED AWAY

; 8    :    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

    push    2
    push    1
    push    pointer_to_string_constant
    call    DWORD PTR __imp__printf

; 10   :    c = b;
; 11   :    b = a;
; 12   :    a = c;

; OPTIMISED AWAY

; 14   :    printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

    push    1
    push    2
    push    pointer_to_string_constant
    call    DWORD PTR __imp__printf

; 16   :    return 0;

    xor eax, eax ; Just a faster way of saying "eax = 0;"

; 17   : }

    ret 0

所以你看，在这种情况下，编译器决定根本不使用任何变量，只是将整数直接压入堆栈(这与将参数传递给 C 中的函数相同)。

这个故事的寓意是，当涉及到微优化时，不要再猜测编译器。