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c++ - C 或 C++ 中乘法和除法的较高部分？

coder 2023-11-13 原文

当我在汇编中乘以一对 4 字节整数时，结果的低位部分在 EAX 中，高位部分在 EDX 中。如果我在 C 或 C++ 中并且我想获得更高的部分，是否可以不使用内联汇编？

是否可以用相同的方式从 EAX 获得整数除法结果并从 EDX 获得模数结果而无需在 C 或 C++ 中重复除法？实际上，我只知道先执行 a/b，然后执行 a%b，而在汇编程序中，两个结果都是在同一操作中给出的。

最佳答案

您可以通过这种方式在 C 中轻松完成:

#include <stdint.h>

uint32_t a, b;  // input
uint64_t val = (uint64_t)a * b;
uint32_t high = val >> 32, low = val;

让编译器产生最好的代码。现代优化器真的很擅长它。手工编码的程序集通常看起来更好但性能更差。

正如 Pete Becker 所评论的，以上内容依赖于 uint32_t 和 uint64_t 类型的可用性。如果您坚持顽固的可移植性(假设您正在 DS9K 上编程)，您可以改用类型 uint_least32_t 和 uint_least64_t 或 uint_fast32_t 和 uint_fast64_t 在 C99 下始终可用，但您需要一个额外的掩码，如果不需要，将被优化掉:

#include <stdint.h>

uint_fast32_t a, b;  // input
uint_fast64_t val = (uint_fast64_t)a * b;
uint_fast32_t high = (val >> 32) & 0xFFFFFFFF, low = val & 0xFFFFFFFF;

关于除法，您可以使用C99 库函数div、ldiv 或lldiv 一次调用执行有符号除法和求余运算。除法/取模组合将在特定操作数类型的目标架构上尽可能在一次操作中实现。

编写两个表达式并依靠编译器检测模式并生成使用单个 IDIV 操作码的代码可能更有效:

struct divmod_t { int quo, rem; };
struct divmod_t divmod(int num, int denom) {
    struct divmod_t r = { num / denom, num % denom };
    return r;
}

测试 Matt Godbolt's compiler explorer显示 clang 和 gcc 都为位于 -O3 的代码生成单个 idiv 指令。

您可以将其中一个除法变成乘法:

struct divmod_t { int quo, rem; };
struct divmod_t divmod2(int num, int denom) {
    struct divmod_t r;
    r.quo = num / denom;
    r.rem = num - r.quo * denom;
    return r;
}

请注意，上述函数不检查潜在的溢出，这会导致未定义的行为。如果 denom = 0 并且如果 num = INT_MIN 和 denom = -1，则会发生溢出。

关于c++ - C 或 C++ 中乘法和除法的较高部分？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/34008997/

amp43codeuintsectionc++c

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