C 为什么这个表达式本身比它的一个组件快？

为什么三个变量都是整数的

（i&1）|（（i&mostSig）？onesComp:0）

，在GCC上编译时比

i&1

本身更快

第一个表达式显然必须计算

i&1

，然后用

（（i&shift）？one或two:0）计算它，因此我希望它比
i%2
快，但比
i&1
慢，而在Clang（3.8及更新版本）上则慢：（我的是
（i&shift）|（（i&mostSig）i&1
（因为它会破坏一个使用补码的系统）和天真的
i%2
）

但是在GCC（5.5-8.1）中，我的表达式比其他两个表达式都没有优化：（如上所述）

第一个表达式的完整代码为：

  int i = -3;                                // Number to test
  int onesComp = !((-1) & 1);                // Check if machine uses One's complement
  int mostSig = 1<<(sizeof(i)*8-1);          // Represents the most significant bit (Should be unsigned, but serves for demonstration) 
  int odd = (i&1) | ((i&mostSig)?onesComp:0);// The bit being benchmarked

这是针对
i&1
：

   push   %rbp
   mov    %rsp,%rbp
   sub    $0x90,%rsp
   mov    %rdi,-0x88(%rbp)
   movl   $0x0,-0x54(%rbp)
   movl   $0xfffffffd,-0x4(%rbp)
   mov    -0x88(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x10(%rbp)
   mov    -0x10(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x20(%rbp)
   mov    -0x20(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x28(%rbp)
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   movzbl 0x3c(%rax),%eax
   test   %al,%al
   je     4076e4 <broken(benchmark::State&)+0x4e>
   mov    $0x0,%eax
   jmp    4076ec <broken(benchmark::State&)+0x56>
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   mov    0x78(%rax),%rax
   mov    %rax,-0x40(%rbp)
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x38(%rbp)
   mov    -0x40(%rbp),%rax
   mov    -0x38(%rbp),%rdx
   mov    %rax,-0x70(%rbp)
   mov    %rdx,-0x68(%rbp)
   mov    -0x10(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x18(%rbp)
   mov    -0x18(%rbp),%rax
   mov    %rax,%rdi
   callq  416b60 <benchmark::State::StartKeepRunning()>
   movq   $0x0,-0x50(%rbp)
   movq   $0x0,-0x48(%rbp)
   mov    -0x50(%rbp),%rax
   mov    -0x48(%rbp),%rdx
   mov    %rax,-0x80(%rbp)
   mov    %rdx,-0x78(%rbp)
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   test   %rax,%rax
   setne  %al
   movzbl %al,%eax
   test   %rax,%rax
   je     407755 <broken(benchmark::State&)+0xbf>
   mov    $0x1,%eax
   jmp    407766 <broken(benchmark::State&)+0xd0>
   mov    -0x68(%rbp),%rax
   mov    %rax,%rdi
   callq  4168e0 <benchmark::State::FinishKeepRunning()>
   mov    $0x0,%eax
   test   %al,%al
   je     4077ae <broken(benchmark::State&)+0x118>
   mov    -0x4(%rbp),%eax
   and    $0x1,%eax
   mov    %eax,-0x54(%rbp)
   mov    -0x54(%rbp),%eax
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   test   %rax,%rax
   jne    407798 <broken(benchmark::State&)+0x102>
   mov    $0x426ca0,%ecx
   mov    $0x274,%edx
   mov    $0x426c40,%esi
   mov    $0x426c69,%edi
   callq  404240 <__assert_fail@plt>
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   sub    $0x1,%rax
   mov    %rax,-0x70(%rbp)
   jmp    40773c <broken(benchmark::State&)+0xa6>
   mov    %rax,%rdi
   callq  404790 <_Unwind_Resume@plt>
   nop
   leaveq 
   retq   

推送%rbp
mov%rsp，%rbp
低于$0x90，%rsp
mov%rdi，-0x88（%rbp）
movl$0x0，-0x54（%rbp）
movl$0xFFFFFD，-0x4（%rbp）
mov-0x88（%rbp），%rax
mov%rax，-0x10（%rbp）
mov-0x10（%rbp），%rax
mov%rax，-0x20（%rbp）
mov-0x20（%rbp），%rax
mov%rax，-0x28（%rbp）
mov-0x28（%rbp），%rax
movzbl 0x3c（%rax），%eax
测试%al，%al
je 4076e4
mov$0x0，%eax
JMP4076EC
mov-0x28（%rbp），%rax
mov 0x78（%rax），%rax
mov%rax，-0x40（%rbp）
mov-0x28（%rbp），%rax
mov%rax，-0x38（%rbp）
mov-0x40（%rbp），%rax
mov-0x38（%rbp），%rdx
mov%rax，-0x70（%rbp）
mov%rdx，-0x68（%rbp）
mov-0x10（%rbp），%rax
mov%rax，-0x18（%rbp）
mov-0x18（%rbp），%rax
mov%rax，%rdi
callq 416b60
movq$0x0，-0x50（%rbp）
movq$0x0，-0x48（%rbp）
mov-0x50（%rbp），%rax
mov-0x48（%rbp），%rdx
mov%rax，-0x80（%rbp）
mov%rdx，-0x78（%rbp）
mov-0x70（%rbp），%rax
测试%rax，%rax
setne%al
movzbl%al，%eax
测试%rax，%rax
je 407755
mov$0x1，%eax
jmp 407766
mov-0x68（%rbp），%rax
mov%rax，%rdi
callq 4168e0
mov$0x0，%eax
测试%al，%al
日本脑炎4077ae
mov-0x4（%rbp），%eax
和$0x1，%eax
mov%eax，-0x54（%rbp）
mov-0x54（%rbp），%eax
mov-0x70（%rbp），%rax
测试%rax，%rax
jne 407798
mov$0x426ca0，%ecx
mov$0x274，%edx
mov$0x426c40，%esi
mov$0x426c69，%edi
callq 404240
mov-0x70（%rbp），%rax
低于$0x1，%rax
mov%rax，-0x70（%rbp）
jmp 40773c
mov%rax，%rdi
callq 404790
不
利沃克
retq
评论不是为了进行深入讨论；本次对话一直是。您为什么对此感兴趣？差异非常小。根本没有必要找出导致未优化版本中1.5%差异的原因。可能是任何原因。如跳转地址未正确对齐等。我们唯一能说的是，发出叮当声s
idiv
用于naive情况，而gcc没有，这导致naive情况下的差异更大。顺便说一句，我很好奇，现在哪个平台没有两个补码整数？
   push   %rbp
   mov    %rsp,%rbp
   sub    $0x90,%rsp
   mov    %rdi,-0x88(%rbp)
   movl   $0x0,-0x54(%rbp)
   movl   $0xfffffffd,-0x4(%rbp)
   mov    -0x88(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x10(%rbp)
   mov    -0x10(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x20(%rbp)
   mov    -0x20(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x28(%rbp)
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   movzbl 0x3c(%rax),%eax
   test   %al,%al
   je     4076e4 <broken(benchmark::State&)+0x4e>
   mov    $0x0,%eax
   jmp    4076ec <broken(benchmark::State&)+0x56>
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   mov    0x78(%rax),%rax
   mov    %rax,-0x40(%rbp)
   mov    -0x28(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x38(%rbp)
   mov    -0x40(%rbp),%rax
   mov    -0x38(%rbp),%rdx
   mov    %rax,-0x70(%rbp)
   mov    %rdx,-0x68(%rbp)
   mov    -0x10(%rbp),%rax
   mov    %rax,-0x18(%rbp)
   mov    -0x18(%rbp),%rax
   mov    %rax,%rdi
   callq  416b60 <benchmark::State::StartKeepRunning()>
   movq   $0x0,-0x50(%rbp)
   movq   $0x0,-0x48(%rbp)
   mov    -0x50(%rbp),%rax
   mov    -0x48(%rbp),%rdx
   mov    %rax,-0x80(%rbp)
   mov    %rdx,-0x78(%rbp)
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   test   %rax,%rax
   setne  %al
   movzbl %al,%eax
   test   %rax,%rax
   je     407755 <broken(benchmark::State&)+0xbf>
   mov    $0x1,%eax
   jmp    407766 <broken(benchmark::State&)+0xd0>
   mov    -0x68(%rbp),%rax
   mov    %rax,%rdi
   callq  4168e0 <benchmark::State::FinishKeepRunning()>
   mov    $0x0,%eax
   test   %al,%al
   je     4077ae <broken(benchmark::State&)+0x118>
   mov    -0x4(%rbp),%eax
   and    $0x1,%eax
   mov    %eax,-0x54(%rbp)
   mov    -0x54(%rbp),%eax
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   test   %rax,%rax
   jne    407798 <broken(benchmark::State&)+0x102>
   mov    $0x426ca0,%ecx
   mov    $0x274,%edx
   mov    $0x426c40,%esi
   mov    $0x426c69,%edi
   callq  404240 <__assert_fail@plt>
   mov    -0x70(%rbp),%rax
   sub    $0x1,%rax
   mov    %rax,-0x70(%rbp)
   jmp    40773c <broken(benchmark::State&)+0xa6>
   mov    %rax,%rdi
   callq  404790 <_Unwind_Resume@plt>
   nop
   leaveq 
   retq