c - 64 位整数的按位运算成本与 8 位整数相同吗？

Question

我的代码涉及对大量整数进行按位运算。如果理解正确的话，64 位计算机在一个时钟周期内对 64 位整数进行计算。如果我在做一个8位整数的按位运算，它仍然消耗1个时钟周期。如果我做8个8位整数运算，就会消耗8个时钟周期。知道我可以将八个 8 位整数放入一个 64 位整数，并对 64 位整数进行按位运算，我会消耗 1 个时钟周期而不是 8 个时钟周期吗？

Answer 1

即使在64位机器上，64位操作所占用的时钟周期数也不能保证为1，但显然处理器不知道64位值代表一个64位还是八个 8 位整数，因此对于这两种情况，按位运算本身都一样快。 这部分代码对于单个 64 位值几乎肯定也会执行得更好，因为 64 位处理器可能在 64 位(或至少 32 位)数量上工作，即使您对较小的变量进行操作。

对于程序的整体性能，很大程度上取决于您需要在 8 位和 64 位数据之间转换的频率；存储在 64 位整数数组中的单个 8 位整数的典型索引类似于 (a[i/8] >> ((i % 8) * 8)) & 0xFF - 所以至少在 C 端† 如果经常这样做会增加复杂性，但如果你的大部分操作都对数组的所有元素重复，那么 64 位解决方案很可能会获胜(记住编译器无论如何，在处理 8 位变量时可能必须生成类似的掩码)。

† 您可能希望查看生成的汇编程序以验证实际的复杂性，它可能看起来完全不同，具体取决于指令集......