Boolesche Multiplikation in C++?

Question

Beachten Sie Folgendes:

inline unsigned int f1(const unsigned int i, const bool b) {return b ? i : 0;} 
inline unsigned int f2(const unsigned int i, const bool b) {return b*i;} 

Die Syntax von f2 ist kompakter, aber ist der Standard garantiert, dass f1 und f2 absolut gleichwertig?

Wenn ich möchte, dass der Compiler diesen Ausdruck optimiert, wenn b und i zur Kompilierzeit bekannt sind, welche Version sollte ich bevorzugen?

Answer 1

Nun, ja, beide sind gleichwertig. bool ist ein integraler Typ und true ist garantiert zu 1 in ganzzahligen Kontext zu konvertieren, während false wird garantiert, um zu konvertieren 0.

(Das gilt auch umgekehrt, dh Nicht-Null-Integer-Werte sind garantiert true in Booleschen Kontext konvertieren, während Null ganzzahlige Werte garantiert werden false in Booleschen Kontext konvertieren.)

Da Sie arbeiten mit unsigned Typen, kann man leicht mit anderen kommen, möglicherweise Bit-hack-basierte noch perfekt portable Implementierungen derselben Sache, wie

i & -(unsigned) b 

obwohl ein anständiger Compiler in der Lage sein sollte, die beste Umsetzung von selbst zu wählen für jede Ihrer Versionen.

P.S. Obwohl zu meiner großen Überraschung hat GCC 4.1.2 alle drei Varianten praktisch wörtlich kompiliert, d. H. Es hat einen Maschinenmultiplikationsbefehl in einer Multiplikations-basierten Variante verwendet. Es war klug genug, cmovne Anweisung auf der ?: Variante zu verwenden, um es zweiglos zu machen, was es möglicherweise die effizienteste Implementierung machte.

Answer 2

Der Compiler wird eine implizite Konvertierung verwenden, um unsigned int von b zu machen, also, ja, das sollte funktionieren. Sie überspringen die Zustandsprüfung durch einfache Multiplikation. Welche ist effektiver/schneller? Ich weiß es nicht. Ein guter Compiler würde wahrscheinlich beide Versionen optimieren, die ich annehmen würde.

Answer 3

Ja. Es ist sicher anzunehmen, true1 ist und false ist 0 wenn in Ausdrücken wie Sie und garantiert:

C++ 11, Integral Promotions, 4,5:

Ein R-Wert vom Typ bool kann in einen rvalue vom Typ int konvertiert werden, wobei false zu null wird und true zu eins wird.

Answer 4

FWIW, der folgende Code

inline unsigned int f1(const unsigned int i, const bool b) {return b ? i : 0;} 
inline unsigned int f2(const unsigned int i, const bool b) {return b*i;} 

int main() 
{ 
    volatile unsigned int i = f1(42, true); 
    volatile unsigned int j = f2(42, true); 
} 

mit gcc -O2 zusammengestellt produziert diese Versammlung:

.file "test.cpp" 
    .def ___main; .scl 2; .type 32; .endef 
    .section .text.startup,"x" 
    .p2align 2,,3 
    .globl _main 
    .def _main; .scl 2; .type 32; .endef 
_main: 
LFB2: 
    .cfi_startproc 
    pushl %ebp 
    .cfi_def_cfa_offset 8 
    .cfi_offset 5, -8 
    movl %esp, %ebp 
    .cfi_def_cfa_register 5 
    andl $-16, %esp 
    subl $16, %esp 
    call ___main 
    movl $42, 8(%esp) // i 
    movl $42, 12(%esp) // j 
    xorl %eax, %eax 
    leave 
    .cfi_restore 5 
    .cfi_def_cfa 4, 4 
    ret 
    .cfi_endproc 
LFE2: 

gibt es nicht mehr viel übrig von entweder f1 oder f2, wie Sie sehen können.

Soweit der C++ - Standard betroffen ist, darf der Compiler alles in Bezug auf die Optimierung tun, solange es das beobachtbare Verhalten nicht ändert (die als ob Regel).