C++でのブール乗算？

Question

は、次のことを考えてみましょう：

inline unsigned int f1(const unsigned int i, const bool b) {return b ? i : 0;} 
inline unsigned int f2(const unsigned int i, const bool b) {return b*i;} 

f2の構文はf1とf2は厳密に等価であることがよりコンパクトですが、標準的な保証を行いますか？

また、bとiがコンパイル時にわかっている場合、コンパイラにこの式を最適化したい場合、どのバージョンを好むべきですか？

Answer 1

まあ、はい、どちらも同等です。 boolは整数型であり、trueは整数コンテキストでは1に変換され、falseは0に変換されることが保証されています。

（ゼロの整数値をブール値のコンテキストでfalseに変換することが保証されている間、逆もまた真である、すなわち、非ゼロの整数値は、ブール値のコンテキストでtrueに変換することが保証されている。）

あなたが作業しているので、符号なしの型で、1は、簡単に他を考え出すことができるまともなコンパイラがために、それ自体で最高の実装を選択することができるはずですが、おそらく

i & -(unsigned) b 

のように、同じものの、まだ完全にポータブルな実装をビット・ハック・ベースいずれかのバージョン。

P.S.私の驚くべきことではあるが、GCC 4.1.2は3つの変種を事実上文字通りにコンパイルした。すなわち、乗算に基づく変種でマシン乗算命令を使用した。 ?:のバリアントにcmovne命令を使用すると、ブランチレスにすることができるほどスマートだったため、最も効率的な実装になりました。

Answer 2

コンパイラは暗黙の変換を使用してunsigned intをbにするので、これはうまくいくはずです。単純な乗算で条件チェックをスキップしています。どれがより効果的か速いのですか？わからない。良いコンパイラは、おそらく私が想定していた両方のバージョンを最適化するでしょう。

Answer 3

はい。これは、式の中で使用されたときあなたが保証されるよう0あるtrueが1とfalseであると仮定しても安全です：

C++ 11、インテグラルプロモーション、4.5：

bool型缶の右辺値falseが0になり、真が1になるように、int型の右辺値に変換されます。

Answer 4

FWIW、次のコード

のgcc -O2でコンパイルさ

inline unsigned int f1(const unsigned int i, const bool b) {return b ? i : 0;} 
inline unsigned int f2(const unsigned int i, const bool b) {return b*i;} 

int main() 
{ 
    volatile unsigned int i = f1(42, true); 
    volatile unsigned int j = f2(42, true); 
} 

は、このアセンブリを生成します：あなたが見ることができるよう

.file "test.cpp" 
    .def ___main; .scl 2; .type 32; .endef 
    .section .text.startup,"x" 
    .p2align 2,,3 
    .globl _main 
    .def _main; .scl 2; .type 32; .endef 
_main: 
LFB2: 
    .cfi_startproc 
    pushl %ebp 
    .cfi_def_cfa_offset 8 
    .cfi_offset 5, -8 
    movl %esp, %ebp 
    .cfi_def_cfa_register 5 
    andl $-16, %esp 
    subl $16, %esp 
    call ___main 
    movl $42, 8(%esp) // i 
    movl $42, 12(%esp) // j 
    xorl %eax, %eax 
    leave 
    .cfi_restore 5 
    .cfi_def_cfa 4, 4 
    ret 
    .cfi_endproc 
LFE2: 

はf1またはf2のいずれかの多くの左は、ありません。

C++標準に関する限り、コンパイラは、観察可能な振る舞い（のようにの規則）を変更しない限り、最適化に関して何かを行うことができます。