关于CoolShell博客中提到的一个代码优化的解读

原博客在此：代码执行的效率

那么，我们的搬道器是怎么预判的呢？就是使用过去的历史数据，如果历史数据有90%以上的走左边，那么就走左边。所以，我们排好序的数据就更容易猜得对。

T = 走分支（条件表达式为true）
N = 不走分支(条件表达式为false)

data[] = 0, 1, 2, 3, 4, ... 126, 127, 128, 129, 130, ... 250, 251, 252, ...
branch = N  N  N  N  N  ...   N    N    T    T    T  ...   T    T    T  ...

= NNNNNNNNNNNN ... NNNNNNNTTTTTTTTT ... TTTTTTTTTT  (easy to predict)

data[] = 226, 185, 125, 158, 198, 144, 217, 79, 202, 118,  14, 150, 177, 182, 133, ...
branch =   T,   T,   N,   T,   T,   T,   T,  N,   T,   N,   N,   T,   T,   T,   N  ...

= TTNTTTTNTNNTTTN ...   (completely random - hard to predict)

从上面我们可以看到，排好序的数据更容易预测分支。

对此，那我们怎么办？我们需要在这种循环中除去if-else语句。比如：

我们把条件语句：

if (data[j] >= 128)
sum += data[j];

变成：

int t = (data[j] - 128) >> 31;
sum += ~t & data[j];

“没有分叉”的性能基本上和“排好序有分支”一个样，无论是C/C++，还是Java。

 

对于最后一部分的去分支化代码，第一遍竟然没看懂，复习了一下，将结果记录下来：

int t = (data[j] – 128) >> 31;

这行代码得到t只有两个值：0和-1.当data[j]小于128时得到1，大于等于128时得到0.这行代码可以分解为：

t = data[j] – 128;

t = t >> 31;

由于负数在计算机内是由对应正数的补码表示，所以假如t==-1，计算机（32位机）内实际保存的内容是：0xffffffff。最高位符号位为1.

而对于移位运算，也分为操作数是有符号数和无符号数两种情况：若是无符号数，左端全部补零；若是有符号数，左端补的是有符号数的符号位。

所以当t小于0时，左边补的是符号位1，得到的结果是-1，也就是0xFFFFFFFF。

当t大于等于0时，左边补的是符号位0，得到的结果是0， 也就是0x00000000。

再往下看：

sum += ~t & data[j];

所以此时~t的值正好跟上一步的结果倒过来，分别是：0x00000000和0xFFFFFFFF。

再做一次与运算，假如当前数小于128，~t & data[j]的值等于0；假如当前数大于127，~t & data[j]的值还是data[j]。

所以就省去了一次JL跳转指令，从而获得性能上的提升。

 

总结一句：

对于排好序的数据，更容易预测分支，所以更容易获得代码效率的提升。

但假如数据未排好序时，就不容易预测分支，所以无法提升代码执行效率。

遇到这样的问题怎么办呢？就消除分支！