c - 值得使用 mod 来替换循环索引的 if 语句

Question

我需要一个变量来指向数组索引，并且像 circle 一样在到达数组末尾时返回 0。我知道我可以使用 if 语句来判断，但我不确定使用 mod 来实现相同的功能是否会更快，谁能给我一些建议？

int p=0;
int arr[10];
void add_index(){   
   if(p==9) p=0;
   else     p++;
}

或者

int p=0;
int arr[10];
void add_index(){
   p=(p+1)%10;
}

Answer 1

曾几何时，绝对是的。这些天，可能没有!

我将以 Intel Skylake 为例。 DIV 指令(产生商和余数，并用于此类操作)在 32 位被除数和除数上运行，具有 23 个周期的延迟和 6 个周期的倒数吞吐量。也就是说，根据它与其他操作的流水线方式，“成本”为 6-23 个周期。 (好吧，由于执行端口，它比那个复杂一点，但在这里和我一起工作。)正确预测的跳跃是 0.5-2 个周期，具体取决于它是否被采用，而错误预测的跳跃有 16 的惩罚-17 个周期。 (所有冰雹 Agner Fog 的时间。)

英特尔分支预测硬件真的非常好。期望它能够正确预测每九个分支将被采用可能太过分了，但在内部循环中我至少期望它能够正确预测其他 8 次。这意味着 if 语句的平均周期约为 3.5 个(不包括各种整数操作，它们添加可能 1-2 个周期)。哦，这是假设编译器特别 derpy 而不是像它应该的那样使用 CMOV。

要记住的是，整数除法是现代 CPU 可以执行的最慢的“正常”操作之一。但是，对于已知除数的模数，您可以改为使用特殊的加法/乘法/移位序列。因此，在上面的代码中，除数是编译时常量而不是从变量中获取的，您实际上可能会击败 DIV。这些序列可能很难流水线化，所以很难说它是否真的会赢。无论如何，现代编译器绝对知道这样的技巧。

底线:这很难说。如果您在内循环中大量 次执行该操作，实际上可能值得尝试这两种方式和时机。不过，您可能不会看到有意义的差异，也不会证明在其上花费优化时间是合理的。但是我经常写一些需要极高性能的代码，以前PPC默认是取模，现在x64默认是if/else。 (好吧，三元。)