C의 비트별 곱셈과 나눗셈이 실제로 연산자를 사용하는 것보다 더 빠릅니까?

C의 곱셈과 나눗셈을 위한 비트 연산자: 성능 분석

C에서 비트 연산자를 사용하여 곱셈과 나눗셈을 수행하는 기능이 탄생했습니다. 개발자들 사이의 호기심. 이론적으로는 비트 조작을 통해 이러한 연산을 수행할 수 있지만 다음과 같은 질문이 생깁니다. 실제로 기존 곱셈 및 나눗셈 연산자를 사용하는 것보다 더 빠를까요?

비트별 접근 방식

원하는 비트 수만큼 피연산자를 왼쪽으로 이동하여 곱셈을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, i*2는 i << 1. 마찬가지로 2로 나누기는 1비트 오른쪽으로 이동하여 수행할 수 있습니다.

2가 아닌 숫자로 나누는 것은 일련의 왼쪽 및 오른쪽 이동으로 근사화할 수 있습니다. 예를 들어 i*10은 (i << 3) (i < 1)로 표현될 수 있습니다.

컴파일러 최적화

그러나 최신 C 컴파일러는 곱셈과 나눗셈에 대한 비트 연산을 실제 연산자를 사용하는 것보다 느리게 만드는 공격적인 최적화를 사용한다는 점에 유의해야 합니다. 컴파일러의 최적화 프로그램은 이러한 연산의 의도를 인식하고 비트 방식 접근 방식보다 더 빠른 최적화된 어셈블리 코드를 생성합니다.

입력 제한

비트 연산은 곱셈과 나눗셈에 근접할 수 있습니다. 대부분의 입력 값에는 이 접근 방식이 실패하거나 부정확한 결과를 생성할 수 있는 특정 입력이 있습니다. 예를 들어 오버플로가 발생할 수 있는 음수나 큰 값을 곱하거나 나눌 때는 기존 연산자를 사용하는 것이 더 안전합니다.

결론

요약하면, C에서 비트 연산자를 사용하여 곱셈과 나눗셈을 수행하는 것은 이론적으로 가능하지만 최신 컴파일러는 이미 이러한 연산을 효율적으로 최적화하므로 일반적으로 권장되지 않습니다. 또한 비트 연산에는 제한이 있으며 특정 입력 값에 대해 예기치 않은 결과가 발생할 수 있습니다. 명확성, 유지 관리 용이성 및 성능을 위해 곱셈과 나눗셈에 기존 연산자를 사용하는 것이 좋습니다.

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