La multiplication et la division au niveau du bit en C sont-elles réellement plus rapides que l'utilisation des opérateurs ?

Opérateurs au niveau du bit pour la multiplication et la division en C : une analyse des performances

La possibilité d'effectuer des multiplications et des divisions à l'aide d'opérateurs au niveau du bit en C a suscité curiosité des développeurs. Bien qu'il soit théoriquement possible de réaliser ces opérations par manipulation de bits, la question se pose : est-ce réellement plus rapide que d'utiliser les opérateurs de multiplication et de division conventionnels ?

Approche bit à bit

La multiplication peut être réalisée en décalant l'opérande vers la gauche du nombre de bits souhaité. Par exemple, i*2 peut être calculé comme i << 1. De même, la division par 2 peut être effectuée en décalant vers la droite d'1 bit.

La division par des nombres autres que 2 peut être approximée par une série de décalages vers la gauche et la droite. Par exemple, i*10 peut être exprimé sous la forme (i << 3) (i << 1).

Optimisation du compilateur

Cependant, c'est Il est essentiel de noter que les compilateurs C modernes utilisent des optimisations agressives qui rendent souvent les opérations au niveau du bit pour la multiplication et la division plus lentes que l'utilisation des opérateurs réels. L'optimiseur du compilateur reconnaît l'intention derrière ces opérations et génère un code assembleur optimisé qui est plus rapide que l'approche au niveau du bit.

Limitations d'entrée

Bien que les opérations au niveau du bit puissent se rapprocher de la multiplication et de la division pour la plupart des valeurs d'entrée, il existe certaines entrées pour lesquelles cette approche peut échouer ou produire des résultats inexacts. Par exemple, lors d'une multiplication ou d'une division par des nombres négatifs ou des valeurs élevées qui entraîneraient un débordement, il est plus sûr d'utiliser les opérateurs conventionnels.

Conclusion

En résumé, alors que il est théoriquement possible d'effectuer des multiplications et des divisions à l'aide d'opérateurs au niveau du bit en C, cela n'est généralement pas recommandé puisque les compilateurs modernes optimisent déjà efficacement ces opérations. De plus, les opérations au niveau du bit ont des limites et peuvent conduire à des résultats inattendus pour certaines valeurs d'entrée. Il est conseillé d'utiliser les opérateurs conventionnels de multiplication et de division pour plus de clarté, de maintenabilité et de performances.

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