儘可能避免使用mod運算符更好嗎？

Question

我假設計算一個數的模數是一個相當昂貴的操作，至少與簡單的算術測試（比如看一個數是否超出數組的長度）相比是一個相當昂貴的操作。如果確實如此，替換例如下面的代碼是否更有效：

res = array[(i + 1) % len]; 

以下內容？ ：

res = array[(i + 1 == len) ? 0 : i + 1]; 

第一個是對眼睛更容易，但我不知道如果第二可能是更有效的。如果是這樣，我可能希望優化編譯器在使用編譯語言時用第二個代碼片段替換第一個片段？

當然，這種「優化」（如果確實是優化）在所有情況下都不起作用（在這種情況下，只有在i+1永遠不會超過len時才起作用）。

Answer 1

我的一般建議如下。使用您認爲更易於理解的版本，然後分析整個系統。只優化探查器標記爲瓶頸的那些代碼部分。我敢打賭，我的最低收益是模運營商不會成爲其中的一員。

就具體示例而言，只有基準測試可以通過使用特定的編譯器來確定哪個更快。你可能會用branching來代替mod，而且它會更快。

Answer 2

Modulo可以在大多數體系結構上使用單處理器指令完成（例如x86上的DIV）。然而，它可能是您需要的不成熟的優化。

Answer 3

提示，以避免％（模數）運算符， http://embeddedgurus.com/stack-overflow/2011/02/efficient-c-tip-13-use-the-modulus-operator-with-caution

Answer 4

一些簡單的測量：

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 

int main(int argc, char *argv[]) 
{ 
    int test = atoi(argv[1]); 
    int divisor = atoi(argv[2]); 
    int iterations = atoi(argv[3]); 

    int a = 0; 

    if (test == 0) { 
     for (int i = 0; i < iterations; i++) 
      a = (a + 1) % divisor; 
    } else if (test == 1) { 
     for (int i = 0; i < iterations; i++) 
      a = a + 1 == divisor ? 0 : a + 1; 
    } 

    printf("%d\n", a); 
} 

與任一的gcc或鐺編譯與-O3，並運行time ./a.out 0 42 1000000000（模版）或time ./a.out 1 42 1000000000（比較版本）

• 6.25秒用於模數版本的用戶運行時間，
• 1.03秒用於比較版本。

（使用gcc 5.2.1或3.6.2鏗鏘;英特爾酷睿i5-4690K @ 3.50GHz，64位Linux）

這意味着它可能是使用比較的版本是個好主意。