c++ - 扩展具有相同条件的多个 "if"会导致性能提升

Question

假设我有

void f(const bool condition) {
  if (condition) {
    f2();
  else {
    f3();
  }

  f4();

  if (condition) {
    f5();
  } else {
    f6();
  }
}

因为condition永远不会改变，上面的可以简化为下面的

void f(const bool condition) {
  if (condition) {
    f2();
    f4();
    f5();
  } else {
    f3();
    f4();
    f5();
  }
}

请注意 f4() 在第二个代码中重复，但第二个代码部分的 if 分支较少。我试图分析这 2 个代码片段，但在我看来，性能几乎相同。想象一下，在现实生活中，上述代码片段在相同条件下可以有更多的 if。所以我想知道现代 x86/64 处理器:

1. 使用 2 个巨大的 if 语句而不是许多基于相同条件的小语句是否有任何性能提升？
2. const 关键字会帮助编译器/处理器生成更好的分支预测吗？

Answer 1

首先，您的示例足够简单，任何体面的编译器都可以生成 identical code对于这两种情况。

为了足够混淆它，你应该做一些更复杂的事情而不是简单地调用 f4, like so :

void f_seprate_ifs(const bool condition) {
  if (condition) {
    f2();
  } else {
    f3();
  }

  for ( int i = 0; i < 100; i++ ){
    f4();
  }

  if (condition) {
    f5();
  } else {
    f6();
  }
}

void f_duplicate_f4(const bool condition) {
  if (condition) {
    f2();
    for ( int i = 0; i < 100; i++ ){
      f4();
    }
    f5();
  } else {
    f3();
    for ( int i = 0; i < 100; i++ ){
      f4();
    } 
    f6();
  }
}

但这不是样式问题，而是速度和空间之间的明确权衡 - 您正在复制代码以消除分支(和 IMO，这不是一个好主意对我的示例进行权衡)。编译器已经通过函数内联一直这样做，并且对何时内联有非常复杂的启发式。对于您的示例，它甚至为您完成了。

总而言之，除非您绝对确定有必要，否则不要尝试进行此类微优化。特别是当它们损害可读性时。特别是当它们引起复制粘贴错误时。

至于 const 修饰符，再一次，任何体面的编译器都会注意到 condition 永远不会改变，并且是 effectively const ，用 Java 术语来说。在 C++ 中，const 很少提供额外的优化机会。它是为程序员准备的，而不是为编译器准备的。

例如，对于:

void f(const bool& condition){

条件是NOT常量——编译器必须假设它可以被f4改变，所以片段在语义上不再等同。