C 连续if语句的无分支转换

我一直在想如何将下面代码的最后两个“if”语句转换成无分支状态

int u, x, y;
x = rand() % 100 - 50;
y = rand() % 100 - 50;

u = rand() % 4;
if ( y > x) u = 5;
if (-y > x) u = 4;

或者，如果上述情况变得太困难，你可以认为它们是：

if (x > 0) u = 5;
if (y > 0) u = 4;

我想让我抓狂的是，那些人没有一个

else

catcher。如果是这样的话，我可能已经适应了无分支的

abs

（或

max

/

min

）功能的变化

您看到的

rand（）

函数不是真正代码的一部分。我这样添加它们只是为了提示变量

x

、

y

和

u

在两个分支发生时可能具有的预期范围

为此，允许使用装配机器代码

编辑：

经过一番深思熟虑后，我终于拼凑出了一个无分支的工作版本：

int u, x, y;
x = rand() % 100 - 50;
y = rand() % 100 - 50;

u = rand() % 4;
u += (4-u)*((unsigned int)(x+y) >> 31);
u += (5-u)*((unsigned int)(x-y) >> 31);

不幸的是，由于涉及整数运算，原始版本的if语句速度快了30%

---

编译器知道参与方在哪里。

[All:这个答案是在假设对rand（）的调用是问题的一部分的情况下编写的。在这个假设下，我在下面提供了改进。 OP后来澄清说，他只是用rand来告诉我们x和y的值的范围（大概是分布）。不清楚他是否也指u的值。无论如何，请欣赏我对他没有真正提出的问题的改进答案]

我想你最好把这个重新编码为：

int u, x, y;
x = rand() % 100 - 50;
y = rand() % 100 - 50;

if ( y > x) u = 5;
else if (-y > x) u = 4;
else u = rand() % 4;

这调用最后一个rand的频率仅为OP原始代码的1/4。 因为我认为兰特（和分水岭）要贵得多 与比较和分支相比，这将是一个显著的节约

如果您的rand生成器在每次调用时都会产生大量真正的随机位（例如16位），您可以只调用一次（我假设rand比divide，YMMV更昂贵）：

我认为，如果您想要真正的随机值，那么msc库中的rand函数不足以实现这一点。我必须自己编写代码；结果还是快了

您还可以通过使用倒数乘法（未经测试）来消除除法：

intu，x，y；
无符号整数t；
无符号长t2；
t=rand（）；
u=t%4；
{//通过相乘计算长时间内x*2^32的值。
//下面的（unsigned int）项应在编译时折叠为单个常量。
//剩余的乘法可由一条机器指令完成
//（通常为32位*32位-->64位）广泛存在于处理器中。
//“4”与上一版本中的t=t>>2具有相同的效果
t2=（t*（（unsigned int）1.//（4.*100.）*（132）-50；//取高位字（如果编译器不愿意，则在汇编程序中执行此操作）
{//从上述乘法的小数余数计算y，
//它位于t2乘积的低32位
y=（t2 mod（1一些使用数组索引的技巧，如果编译器/CPU有一步指令将比较结果转换为0-1值（例如x86的“sete”和类似值），它们可能会非常快

几乎无法阅读

注意：在这两种情况下，包含4和5的数组元素的初始化可能会包含在声明中，如果可重入性对您来说不是问题，那么数组可能会成为静态的。
u+=（5-u）*（y>x）；
？@pmg比较“>”和“@pmg mmh但是为了得到这些0和1，机器必须在某个地方评估所说的条件……我试图避免。FWIW，gcc已经使用cmov编译了这个。所以甚至有必要重写它吗？为什么这很重要？你已经在这段代码中调用了“rand”3x，并进行了2次除法（除以100）；我希望进一步的优化不会给您带来什么总体优势。虽然我完全同意rand（）和modulo函数并不是性能关键型代码的最佳函数，但实际上我只是把它们放在那里，只是为了给读者一个提示，说明“x”、“y”和“u”的预期值范围变量可能在代码的主题部分（最重要的是“u”）时保持不变。很抱歉给您带来不便，我保证下次会更清楚。由于分支条件是随机的，它实际上将非常昂贵，因为CPU分支预测器无法提供帮助。我认为至少与除法或对rand（）的调用一样昂贵（这是推测，但不是备份证据…）与所有事物一样，度量、度量、度量…然后考虑当实现技术改变时会发生什么。（如果分支仍然相对昂贵，在我的所有变体中，它们可以按照其他答案的建议转化为条件移动。@user2464424:Ah。你只是想告诉我们x和y的范围。哦，好吧。是的，下次你应该更清楚。相反，你可以编写一个断言语句：assert（x>-50&&x<50）。[我的误解让这个谜题变得有点有趣]。@user2464424:…你应该修正你的问题；这不是“下次”，人们还在继续阅读它：-{
int u, x, y, t;
t = rand() ;
u = t % 4;
t = t >> 2;
x = t % 100 - 50;
y = ( t / 100 ) %100 - 50;

if ( y > x) u = 5;
else if (-y > x) u = 4;

int u, x, y;
unsigned int t;
unsigned long t2;
t = rand() ;
u = t % 4;

{ // Compute value of x * 2^32 in a long by multiplying.
  // The (unsigned int) term below should be folded into a single constant at compile time.
  // The remaining multiply can be done by one machine instruction
  // (typically 32bits * 32bits --> 64bits) widely found in processors.
  // The "4" has the same effect as the t = t >> 2 in the previous version
  t2 = ( t * ((unsigned int)1./(4.*100.)*(1<<32));
}
x = (t2>>32)-50; // take the upper word (if compiler won't, do this in assembler)
{ // compute y from the fractional remainder of the above multiply,
  // which is sitting in the lower 32 bits of the t2 product
  y = ( t2 mod (1<<32) ) * (unsigned int)(100.*(1<<32));
}

if ( y > x) u = 5;
else if (-y > x) u = 4;

int ycpx[3];

/* ... */
ycpx[0] = 4;
ycpx[1] = u;
ycpx[2] = 5;
u = ycpx[1 - (-y <= x) + (y > x)];

int v1[2];
int v2[2];

/* ... */
v1[0] = u;
v1[1] = 5;
v2[1] = 4;
v2[0] = v1[y > x];
u = v2[-y > x];