为什么短路逻辑算子被认为更快？

Question

这个问题不是关于优化代码，而是关于短路逻辑运算符和正常逻辑运算符的性能差异的技术问题，这可以归结为它们在硬件上的性能。

基本上，逻辑AND和OR需要一个周期，而短路评估则使用分支，可以占用不同的周期。现在我知道分支预测器可以提高评估的效率，但是我不认为它比1周期更快？

是的，如果正确的操作数是昂贵的，那么尝试不评估它是有益的。但是对于像X & (Y | Z)这样的简单条件，假设这些是原子变量，非短路逻辑运算符的执行速度可能会更快。我说的对吗？

我假设短路逻辑运算符使用分支(没有正式的来源，只是自我思考)，因为在执行指令的同时，你怎么做这些跳跃呢？

Answer 1

这已经很晚了，但由于这件事还没有得到答复(.)，我要试一试。

您已经指出了分支预测，这在本质上是正确的。现代硬件还存在其他与硬件相关的问题，这些问题大多与指令级并行性和操作间的相互依赖有关。

在a为假的情况下，短路操作者要求对A和B进行评估，不对B进行评估。这导致我们回到分支和CPU管道刷新由于投机的执行。这样做的代价会越来越高，因为需要连续检查更多的条件。另一方面，由于存在多个物理ALU/FPU/AGUs等物理ALU/FPU/AGUs，CPU可以在同一个时钟周期内对“多个”指令进行评估，因此可以降低非短路操作的成本。

为了证明这一点，让我们看看程序集中最简单的例子：

a && b: 

cmp    a, 0
jne    LABEL_A
---more code---
LABEL_A:
cmp    b, 0
jne    RETURN_LABEL
 ---more code--- 

相对于..。(假设像setb这样的指令被用来夹紧到0，1)

a & b 

and   a, a, b
cmp   a, 0
jne   RETURN_LABEL
---more code---

这在生成的程序集本身中应该是不言而喻的。但是是的，你说得对，如果A是错误的，你绝对应该使用短路来避免昂贵的计算B。但即便如此，CPU还是可能会推测地为B执行测试。因此，基本上，很简单地说，你只能“使用短路运算符(原文如此！”)使情况更糟。