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c - 哪种有符号整数除法对应于位移？

问题描述

一个熟悉的事实是，在将整数除以 2 的幂时，一个好的编译器会将其强度降低为位移。

例如：

int main(int argc, char **argv) {
    return argc/2;
}

Clang -O2 将其编译为：

movl    %ecx, %eax
shrl    $31, %eax
addl    %ecx, %eax
sarl    %eax
retq

值得注意的是，虽然这个指令序列比实际的除法指令快得多，但它并不像人们希望的那样只是一个位移位。据推测，这是因为典型的 CPU 和 C 最终解决了截断除法（商轮趋向零），而这恰好与算术右移不完全匹配（并且需要降低强度以准确保留语义）。

哪种有符号整数除法会与算术右移完全匹配？

标签： cbit-manipulationbit-shiftinteger-division

解决方案

在执行算术右移的情况下floor，2 的幂是匹配有符号整数右移的最合适的操作（向-inf舍入）。

请注意，有符号整数的右移是实现定义的。它可以是算术右移（由大多数众所周知的编译器实现）或逻辑右移。可以在此处找到有关这两种操作之间差异的更多信息。

算术右移示例：https ://godbolt.org/z/zhhfbc

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main(void)
{
    int val1 = 7;
    int val2 = -7;
    
    printf("Value1 = %.1lf\n", floor(val1/2.0));
    printf("Value2 = %.1lf\n", floor(val2/2.0));

    printf("Value1 = %d\n", val1 >> 1);
    printf("Value2 = %d\n", val2 >> 1);  

    return 0;
}

输出是：

Value1 = 3.0

Value2 = -4.0

Value1 = 3

Value2 = -4

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