c - 分支预测会对接下来的 C 循环产生什么影响？

Question

我对 C 的经验相对有限，而且我对其在现代 CPU 上的编译输出缺乏很好的理解。背景:我正在为 Android 应用程序进行图像处理。我读过无分支机器代码是内部循环的首选，所以我想知道这样的代码之间是否存在显着的性能差异:

if (p)      { double for loop, computing f() }

else if (q) { double for loop, computing g() }

else        { double for loop, computing h() }

与在循环内进行条件检查的不太详细的版本相比:

for (int i = 0; i < xRes; i++)
{
    for (int j = 0; j < yRes; j++)
    {
        image[i][j] = p ? f() : (q ? g() : h());
    }
}

在此代码中，p 和 q 是类似于 mode == 3 的表达式，其中 mode 被传递到函数中并且在函数内从未更改。我有三个简单的问题:

(1) 第一个更详细的版本会比第二个版本编译成更高效的代码吗？

(2) 对于第二个版本，如果我在循环上方评估并存储 p 和 q 的结果，性能会提高，这样我就可以替换 bool 表达式在带有变量的循环中？

(3) 我是否应该担心这一点，或者分支预测(或其他一些优化)会确保循环中的 bool 表达式几乎永远不会被评估？

最后，如果有人能说出这 3 个问题的答案是否取决于架构，我会很高兴。我对主要的 Android NDK 平台感兴趣:ARM、MIPS、x86 等。提前致谢!

Answer 1

看来这个问题已经得到了很好的回答 here:编译器可能会执行循环取消切换，从循环中删除条件并自动生成循环的 3 个副本，就像 stark 一样建议。此外，从那里和上面给出的评论来看，分支预测对于像这样的循环来说似乎非常有效。