C のビット単位の乗算と除算は実際に演算子を使用するより速いのでしょうか?

C の乗算と除算のビット単位の演算子: パフォーマンス分析

C でビット単位の演算子を使用して乗算と除算を実行できる機能が登場しました。開発者間の好奇心。理論的にはビット操作を通じてこれらの演算を実現することは可能ですが、実際には従来の乗算および除算演算子を使用するよりも高速なのでしょうか?

ビットごとのアプローチ

乗算は、オペランドを必要なビット数だけ左にシフトすることで実現できます。たとえば、i*2 は i

2 以外の数値による除算は、一連の左シフトと右シフトで近似できます。たとえば、i*10 は (i

コンパイラ最適化

ただし、最近の C コンパイラは積極的な最適化を採用しているため、乗算や除算のビット単位の演算が実際の演算子を使用するよりも遅くなることがよくあることに注意することが重要です。コンパイラのオプティマイザは、これらの演算の背後にある意図を認識し、ビット単位のアプローチより高速な最適化されたアセンブリ コードを生成します。

入力制限

一方、ビット単位の演算は乗算と除算を近似できます。ほとんどの入力値では、このアプローチが失敗するか、不正確な結果が生成される可能性のある特定の入力が存在します。たとえば、オーバーフローが発生するような負の数値や大きな値を乗算または除算する場合は、従来の演算子を使用する方が安全です。

結論

まとめると、 C でビットごとの演算子を使用して乗算と除算を実行することは理論的には可能ですが、最新のコンパイラはすでにこれらの演算を効率的に最適化しているため、通常は推奨されません。さらに、ビット単位の演算には制限があり、特定の入力値に対して予期しない結果が生じる可能性があります。明確さ、保守性、パフォーマンスを高めるために、乗算と除算には従来の演算子を使用することをお勧めします。

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