C# '|'；vs'||'；C语言中的编译器优化#

我最近在一次采访中被问到这个问题，我完全错了，但我对C#和.net中的编译器优化感到好奇

考虑以下代码段：

void Main()
{
    Console.WriteLine("Results when bitwise or is used: ");
    Console.WriteLine(FuncA() | FuncB());

    Console.WriteLine("Results when or operator is used: ");
    Console.WriteLine(FuncA() || FuncB()); 
}

bool FuncA()
{
    Console.WriteLine("Function A is executing.");
    return true;
}

bool FuncB()
{
    Console.WriteLine("Function B is executing.");
    return false;
}

运行上述结果会得到以下结果：

使用按位or时的结果：

函数A正在执行

函数B正在执行

真的

使用or运算符时的结果：

函数A正在执行

真的

---

我这里的问题是，为什么编译器在使用位运算符时没有进行优化？就像对于C#or运算符，编译器已经知道了参数，那么为什么它不以同样的方式处理按位or呢

编辑：更新术语以与ECMA-334（C语言规范）保持一致。参考（如§14.10）是ECMA-334的特定章节

逻辑运算符（

|

，

&

，

^

）不在C中（§14.10）。这意味着即使表达式的最终结果由操作数的子集唯一确定，也将对所有操作数求值。语言规范中没有明确说明这些运算符不是短路的事实，但签名的表示方式暗示了这一点。对这些运算符的操作数进行求值时，就像在方法调用中传递操作数一样，即从左到右，而不是短路

bool operator &(bool x, bool y);
bool operator |(bool x, bool y);
bool operator ^(bool x, bool y);

另一方面，条件逻辑运算符（

|

，

&&

）是短路（§14.11）

---

该行为在语言规范（标准）中定义，可能是因为其与早期编程语言（C++，Java）的一致性而被选择的。

这不是优化-它是

&&

和

|

操作符的基本属性，称为短路

短路背后的理论是，左操作数的某些值意味着我们不必测试右操作数。使用

&&&

，当左侧为false时，表达式作为一个整体不可能为true，因此计算右侧没有意义。对于

|

，如果左侧为真，则右侧不相关

---

位运算符

|

，

&

，

^

不会短路-必须计算它们的两个操作数才能确定结果。

位运算符不会优化，因为它在需要结果的整个宽度时使用。本质上，它被定义为不被优化

相反，定义OR运算符是为了确定任一操作数是否为真

---

另一种考虑是OR运算符（＞）是<强>布尔-< /强>运算符，它是可优化的，而位运算符（<）是强>不< /强>布尔运算符，因此不能短路。

运营商和

&

和

| |

使用提前退出策略，专门防止右项的副作用

bool operator &(bool x, bool y);
bool operator |(bool x, bool y);
bool operator ^(bool x, bool y);

Wikipedia 280Z28页链接的这个（稍加修改的）C示例显示了一个有用的示例：

int denom = 0;
if (denom && num/denom) {
    do_something();
}

在这种情况下，尽早退出术语评估意味着程序在评估条件时不会抛出除零错误，这是一件好事

相反，语言规范定义了位运算符，以在对其执行操作之前评估这两个术语，包括所有副作用

一个考虑这一点的方法是考虑比特运算符为<强> EXPRESS < /强>和逻辑运算符为<强>懒惰>强>关于它们的评价。渴望操作符将在继续之前评估它们的所有操作数，懒惰操作符按顺序考虑操作数，如果可能的话尽早退出。

---

顺便说一句，（假设的）

^

运算符不能在不计算两个操作数的情况下退出，因为结果不能由一个操作数的特定值确定，就像

&

和

|
检查语言规范的情况一样。。。这不是一个真正的问题，因为该代码中没有涉及优化，但明确指定了行为（对
|
短路，对
|
两侧都必须进行计算）。有一秒钟，我认为C/C++中确实存在冗余的
^
运算符。。因为嘿，这不是语言中最奇怪的事情；是的，我知道。但它应该在那里：PHeck，如果这是C++14的一个补充，我不会感到惊讶；）严格地说，如果|的左操作数都是1位的，那么编译器就不必计算另一端，但它需要计算，因为这是语言定义的方式。