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lixy1217木虫 (著名写手)
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[求助]
求C语言基本运算的运行时间分析
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由于偶是计算数学专业的，对计算时间比较在意，所以很想知道在C中各种基本运算的计算量差别大小，可是对计算机了解较少，而且现在也不可能有时间去研究机器语言，所以希望在此得到高人相助 包括整型、浮点型的 + - * / = += -= *= /=， if 和 for 还有函数调用这些流程控制所占用时间，不需要多么精确地知道其差别，只想知道在运行时间上谁比谁多一点，谁跟谁差不多，或者谁比谁大的多，或者谁跟谁比可忽略不计 自己做过一些试验，但由于干扰因素太多，很多信息都无法测量出来，但也得出了一些结论，比如，四则运算中 加法与减法一样，乘法稍微多一点，除法多很多，另外，如果一个变量进行值得改变，那么它在下一次计算中计算时间明显减少。希望这些能够抛砖引玉，了解更多相关内容 |
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2楼2011-11-03 12:39:42
sudo
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【答案】应助回帖
★ ★
lixy1217(金币+9): 这个问题看起来貌似很复杂啊~ 2011-11-04 09:46:48
余泽成(金币+2): 谢谢参与应助！ 2011-11-08 17:56:03
lixy1217(金币+9): 这个问题看起来貌似很复杂啊~ 2011-11-04 09:46:48
余泽成(金币+2): 谢谢参与应助！ 2011-11-08 17:56:03
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如果想极端优化，楼主需要的是一张列有时钟周期数的汇编指令表，针对某个你使用的特定的CPU。不然就看分割线以下的内容。 单纯地对C语句进行分析是显然不行的，编译器在背后做的大量的优化工作有时候会让你很惊讶。像整型数*2会被优化为左移这种事情早就稀松平常了，复杂得多、匪夷所思的优化在现代编译器中比比皆是。程序实际的走法，可能和你原来设计的是不一样的，编译器只保证结果是对的（=,=虽然偶尔有BUG不过确实这是追求的目标）。 优化之路还没在计算时钟周期数这里结束，怎么产生让CPU流水线最大效益化（像Intel特地还出了The Software Vectorization Handbook还告诉程序员这方面的一点事情），也是追求极致效果的程序员需要学习的 =========以上是比较极端的做法========= 其实呢，主导计算速度的东西，是“算法”啊！再者就是代码的可读性的权衡的问题。现在因为设备的计算能力已经提高很多，设计C程序的时候一般不会考虑太细的优化问题了。所以其实楼主不用纠结太多，一般不会有数量级上的时间差的。 |
3楼2011-11-04 09:20:27
sudo
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算法不好的话，JAVA都比C快的哦... 4楼2011-11-04 09:22:10
lixy1217
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5楼2011-11-04 09:46:13
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6楼2011-11-04 10:33:51
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jjdg(金币+1): 感谢参与 2011-11-10 13:09:56
jjdg(金币+1): 感谢参与 2011-11-10 13:09:56
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我想LZ想知道的是ALU的计算效率。如果单从语言，特别是非汇编语言（就算是汇编语言一也一样）是没法比较运算符的效率的。现代CPU架构的复杂性，已经很难理论评估计算时间了。如sudo所说，这里面包含了太多细节。 粗略估计的话，整数的加减运算参考CPU的频率，乘除大概是几个CPU周期。浮点运算更复杂一些，开使用了什么FPU。 现在如果在乎计算效率的话，不是在乎每个周期做多少运算（当然高效的算法是最重要的），而是优化代码流程，达到满流水线和高cache命中。减少内存访问以及其他的IO。 不过我觉得计算数学的话，还是关注大O和并发/并行计算以及分布式计算更重要吧。 |
8楼2011-11-10 09:57:27
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