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关于 for 循环中的 j - 1>=0 和 j > 0 的效率问题,太诡异了

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  •   GTD · Nov 12, 2020 · 4136 views
    This topic created in 2039 days ago, the information mentioned may be changed or developed.

    先看图,先用 j > 0 跑选择排序

    然后改成 j - 1 >= 0,继续测试选择排序

    这个算法一模一样,什么都没改,我跑了 30 多次,每次用 j - 1 > =0 都是 17 秒左右,而用 j >0 都在 16 秒左右,这两个效率怎么会有这么大差别,不应该啊。

    而且我跑了 30 多次,每次都一样,一个是 16 秒,一个是 17 秒,只是小数点后不一样而已

    Supplement 1  ·  Nov 12, 2020
    问了一个大佬,大佬这么说:

    “第二种写法每次要多计算一个 j - 1,也就是多了一个减法操作:)

    对于 10 万级别的数据,内层循环执行的级别是 100 亿,也就是第二种写法多了这么多次操作,差 0.6 秒,我觉得差不多”
    19 replies    2020-11-12 17:44:09 +08:00
    xuanbg
        1
    xuanbg  
       Nov 12, 2020
    >=难道没有多跑一次吗?
    GTD
        2
    GTD  
    OP
       Nov 12, 2020
    @xuanbg #1 我跑了 30 多次,都是差不多一样,一个是 17 秒 一个是 16 秒
    GTD
        3
    GTD  
    OP
       Nov 12, 2020
    @xuanbg #1 哦哦,你说>=效率低一点,会多跑一次吗?
    chendy
        4
    chendy  
       Nov 12, 2020
    代码发出来大家试试?
    v2yybb
        5
    v2yybb  
       Nov 12, 2020
    j-1>=0;每次都计算 j-1,然后才判断.
    j>0 的话 每次只判断
    xiangyuecn
        6
    xiangyuecn  
       Nov 12, 2020
    你理想中认为编译器是智能的,实机上编译器是一个智障。
    chendy
        7
    chendy  
       Nov 12, 2020
    多了一步减法,字节码多了一条 isub
    大于小于 和 大于等于 小于等于 都是一条字节码,没区别
    JeffGe
        8
    JeffGe  
       Nov 12, 2020 via Android
    你要说 j - 1 >= 0 快,才叫诡异吧
    no1xsyzy
        9
    no1xsyzy  
       Nov 12, 2020
    ( JVM 不清楚,按对 C - asm 的理解应该差不多吧)
    j - 1 >= 0 是
    取 j,取 1,相减,取 0,比较并跳转
    j > 0 是
    取 j,取 0,比较并跳转
    即使理论上等效,但目前所有优化都是启发式的,不一定能发现最优解
    guixiexiezou
        10
    guixiexiezou  
       Nov 12, 2020
    所有 java 相关的,建议都热身后再跑测试,不然和你预想的有很大不一样
    dazhangpan
        11
    dazhangpan  
       Nov 12, 2020
    不负责任地瞎猜是在分支条件这里的逻辑影响了 CPU 分支预测器的正确率
    可以用 perf 抓一下看看 mispredict 的比例是不是上升了
    lakehylia
        12
    lakehylia  
       Nov 12, 2020
    试试 j - 1 >= 0 改成 j >= 1,看看时间是不是一样的。
    GTD
        13
    GTD  
    OP
       Nov 12, 2020
    @lakehylia #12 不行,刚刚试了一下,j >=1 还是一样,只有改成 j>0 才能 16s 左右
    Mohanson
        14
    Mohanson  
       Nov 12, 2020
    判断 j > 0 在 x86 上智商正常的编译器会用 jns 指令(Jump if not sign)而不会用比较跳转指令, 判断条件是 SF = 0

    判断 j >= 1 在 x86 上用的是 jg 指令(Jump if greater), 判断条件是 ZF = 0 and SF = OF

    以上是 gcc 的逻辑(我完全不会 java 也不知道 jvm 到底怎么操作的)
    geelaw
        15
    geelaw  
       Nov 12, 2020   ❤️ 12
    显然 j - 1 >= 0 和 j > 0 是完全不同的意思,因为 Java 规定有符号数的溢出行为。如果 j = -2147483648,那么 j - 1 >= 0 是 true 而 j > 0 是 false 。

    因此,编译器很难进行优化,故会采用先减后判断符号的方式,多做一次减法当然会慢。
    lakehylia
        16
    lakehylia  
       Nov 12, 2020
    @GTD 那结果就明显了,编译器在变量跟 0 的对比上有优化,而其他值没有。
    misaka19000
        17
    misaka19000  
       Nov 12, 2020
    直接看编译后的字节码,对比区别
    XuanFei990
        18
    XuanFei990  
       Nov 12, 2020
    我以为下边的会短呢,那才奇怪。
    多了一步减法操作吧,循环次数少,没什么感觉,循环次数多的话就产生明显差异了
    Yantc
        19
    Yantc  
       Nov 12, 2020   ❤️ 1
    @GTD

    j >=1:先做 j-1,再将 j-i 后的 ans 和 0 判断大小还要看是否存在溢出
    j>0:直接将 j 的 bit 位或起来,就直接可判断,1:则 j 大于 0,0:则 j==0.

    显然第二种情况快啊
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