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c - 检查字符数组是否为零的快速方法

coder 2023-06-04 原文

我在内存中有一个字节数组。查看数组中所有字节是否为零的最快方法是什么？

最佳答案

现在，没有使用 SIMD扩展(例如 x86 处理器上的 SSE)，您不妨遍历数组并将每个值与 0 进行比较。

在遥远的过去，对数组中的每个元素(除了循环分支本身)执行比较和条件分支会被认为是昂贵的，并且取决于多久(或早) 你可以期望一个非零元素出现在数组中，你可能已经选择完全在循环内不使用条件，仅使用按位或检测任何设置位并推迟实际检查直到循环完成后:

int sum = 0;
for (i = 0; i < ARRAY_SIZE; ++i) {
  sum |= array[i];
}
if (sum != 0) {
  printf("At least one array element is non-zero\n");
}

但是，对于当今的流水线超标量处理器设计，branch prediction ，所有非 SSE 方法在一个循环中实际上是无法区分的。如果有的话，从长远来看，将每个元素与零进行比较并尽早退出循环(一旦遇到第一个非零元素)可能比 sum |= array[i] 更有效 方法(始终遍历整个数组)，除非，也就是说，您希望您的数组几乎总是完全由零组成(在这种情况下，使 sum |= array[i] 使用 GCC 的 -funroll-loops 实现真正无分支的方法可以为您提供更好的数字 - 请参阅下面的 Athlon 处理器数字，结果可能因处理器型号和制造商而异 .)

#include <stdio.h>

int a[1024*1024];

/* Methods 1 & 2 are equivalent on x86 */  

int main() {
  int i, j, n;

# if defined METHOD3
  int x;
# endif

  for (i = 0; i < 100; ++i) {
#   if defined METHOD3
    x = 0;
#   endif
    for (j = 0, n = 0; j < sizeof(a)/sizeof(a[0]); ++j) {
#     if defined METHOD1
      if (a[j] != 0) { n = 1; }
#     elif defined METHOD2
      n |= (a[j] != 0);
#     elif defined METHOD3
      x |= a[j];
#     endif
    }
#   if defined METHOD3
    n = (x != 0);
#   endif

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

$ uname -mp
i686 athlon
$ gcc -g -O3 -DMETHOD1 test.c
$ time ./a.out
real    0m0.376s
user    0m0.373s
sys     0m0.003s
$ gcc -g -O3 -DMETHOD2 test.c
$ time ./a.out
real    0m0.377s
user    0m0.372s
sys     0m0.003s
$ gcc -g -O3 -DMETHOD3 test.c
$ time ./a.out
real    0m0.376s
user    0m0.373s
sys     0m0.003s

$ gcc -g -O3 -DMETHOD1 -funroll-loops test.c
$ time ./a.out
real    0m0.351s
user    0m0.348s
sys     0m0.003s
$ gcc -g -O3 -DMETHOD2 -funroll-loops test.c
$ time ./a.out
real    0m0.343s
user    0m0.340s
sys     0m0.003s
$ gcc -g -O3 -DMETHOD3 -funroll-loops test.c
$ time ./a.out
real    0m0.209s
user    0m0.206s
sys     0m0.003s

关于c - 检查字符数组是否为零的快速方法，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/2589736/

检查字符sectionstrongcodecoptimizationmemoryperformance32-bit

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