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C++ 中整数比较运算符是否短路？

发布于 2024-10-11 14:22:02 字数 80 浏览 5 评论 0原文

与标题所述一样，整数（或任何数字数据类型，如浮点数等）比较运算符（==、!=、>、>=、<、<=）在 C++ 中是否短路？

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我还不会笑 2024-10-18 14:22:02

他们不能短路。要知道 x == y、x != y 等是 true 还是 false，您需要评估x 和 y 两者。短路是指逻辑布尔运算符&&和||。如果第一个参数为 false，则已知逻辑 AND 为 false；如果第一个参数为 true，则已知逻辑 OR 为 true。在这些情况下，您不需要评估第二个参数，这称为短路。

编辑：下面讨论了为什么当操作数是无符号整数且 x 为零时 x >= y 不会短路：

对于逻辑操作数来说，短路是免费的，并且与实现无关。 if(f() && g()) stmt; 的机器代码可能与此类似：

call f
test return value of f
jump to next on zero
call g
test return value of g
jump to next on zero
execute stmt
next: ...

为了防止短路，您实际上需要计算操作员的结果并在之后进行测试。这需要您一个寄存器并降低代码的效率。

对于非逻辑运算符，情况则相反。强制短路意味着：

编译器无法选择使用最少数量寄存器的表达式的计算。
在许多情况下，语义可能是实现定义的（甚至是未定义的），例如与最大值进行比较时。

编译器需要添加额外的测试/跳转。对于 if(f() > g()) stmt; 机器代码将如下所示：

调用 f
mov 返回 f 的值到 R1
测试 f 的返回值
从零跳到下一个
打电话给g
将 R1 与 g 的返回值进行比较
小于等于时跳转到下一个
执行命令
下一个： ...

请注意，否则第一个测试和跳转是不必要的。

They can't short circuit. To know if x == y, x != y, etc are true or false you need to evaluate both, x and y. Short circuiting refers to logical boolean operators && and ||. Logical AND is known to be false if the first argument is false and Logical OR is known to be true if the first argument is true. In these cases you don't need to evaluate the second argument, this is called short circuiting.

Edit: this follows the discussions for why x >= y don't short circuit when the operands are unsigned ints and x is zero:

For logical operands short circuiting comes for free and is implementation neutral. The machine code for if(f() && g()) stmt; is likely to look similar to this:

call f
test return value of f
jump to next on zero
call g
test return value of g
jump to next on zero
execute stmt
next: ...

To prevent short circuiting you actually need to do the computation of the result of the operator and test it after that. This takes you a register and makes the code less efficient.

For non-logical operators the situation is the opposite. Mandating short circuiting implies:

The compiler can't choose an evaluation of the expression that uses a minimum number of registers.
The semantics may be implementation defined (or even undefined) for many cases, like when comparing with maximum value.

The compiler needs to add an additional test/jump. For if(f() > g()) stmt; the machine code will look like this:

call f
mov return value of f to R1
test return value of f
jump to next on zero
call g
compare R1 with return value of g
jump to next on less-than equal
execute stmt
next: ...

Note how the first test and jump are just unnecessary otherwise.

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