Skywind Inside

C 语言的技巧有很多，列一些和性能有关的：

快速范围判断

经常要批量判断某些值在不在范围内，如果 int 检测是 [0, N) 的话：

if (x >= 0 && x < N) ...

众所周知，现代 CPU 优化，减分支是重要手段，上述两次判断可以简写为：

if (((unsigned int)x) < N) ...

减少判断次数。如果 int 检测范围是 [minx, maxx] 这种更常见的形式的话，怎么办呢？

if (x >= minx && x <= maxx) ...

可以继续用比特或操作继续减少判断次数：

if (( (x - minx) | (maxx - x) ) >= 0) ...

如果语言警察们担心有符号整数回环是未定义行为的话，可以写成这样：

if ((int32_t)(((uint32_t)x - (uint32_t)minx) | ((uint32_t)maxx - (uint32_t)x)) > = 0) ...

性能相同，但避开了有符号整数回环，改为无符号回环，合并后转为有符号判断最高位。

第一个 (x – minx) 如果 x < minx 的话，得到的结果 < 0 ，即高位为 1，第二个判断同理，如果超过范围，高位也为 1，两个条件进行比特或运算以后，只有两个高位都是 0 ，最终才为真，同理，多个变量范围判断整合：

if (( (x - minx) | (maxx - x) | (y - miny) | (maxy - y) ) >= 0) ...

这样本来需要对 [x, y] 进行四次判断的，可以完全归并为一次判断，减少分支。

补充：加了个性能评测

性能提升 37%。快速范围判断还有第二个性能更均衡的版本：

if ((unsigned)(x - minx) <= (unsigned)(maxx - minx)) ...

快速范围判断的原理和评测详细见：《快速范围判断：再来一种新写法》。

更好的循环展开

很多人提了 duff’s device ，按照 gcc 和标委会丧心病狂的程度，你们用这些 just works 的代码，不怕哪天变成未定义行为给一股脑优化掉了么？其实对于循环展开，可以有更优雅的写法：

#define CPU_LOOP_UNROLL_4X(actionx1, actionx2, actionx4, width) do { \
    unsigned long __width = (unsigned long)(width);    \
    unsigned long __increment = __width >> 2; \
    for (; __increment > 0; __increment--) { actionx4; }    \
    if (__width & 2) { actionx2; } \
    if (__width & 1) { actionx1; } \
}   while (0)

送大家个代替品，CPU_LOOP_UNROLL_4X，用于四次循环展开，用法是：

（点击 Read more 展开）

Read more…