我可以使用传递给C ++函数的形式参数创建联合吗？

Question

下面的函数计算32位浮点值的绝对值：

__forceinline static float Abs(float x)
{
    union {
        float x;
        int a;
    } u;
    //u.x = x;
    u.a &= 0x7FFFFFFF;
    return u.x;
}

在函数中声明的并集u包含变量x，该变量与在函数中作为参数传递的x不同。 有什么方法可以创建带有函数参数-x的联合吗？

有什么原因使上面带有注释行的函数的执行时间比这个更长？

__forceinline float fastAbs(float a)
{
    int b= *((int *)&a) & 0x7FFFFFFF;
    return *((float *)(&b));
}

我正在尝试找出尽可能少地对内存进行读/写操作以获取浮点值Abs的最佳方法。

Answer 1

对于第一个问题，我不确定为什么您不能随心所欲地完成任务。 编译器将尽一切可能的优化。

在第二个示例代码中。 您违反了严格的别名。 所以不一样。

至于为什么它慢一些：

这是因为当今的CPU倾向于具有独立的整数和浮点单元。 通过像这样的类型调整，您可以将值从一个单位移动到另一个单位。 这有开销。 （这通常是通过内存完成的，因此您需要额外的负载和存储。）

在第二个片段中： a最初位于浮点单元（x87 FPU或SSE寄存器）中，需要移入通用寄存器以应用掩码0x7FFFFFFF 。 然后需要将其移回。

在第一个代码段中：编译器可能足够聪明，可以将a直接加载到整数单元中。 因此，您可以在第一阶段绕过FPU。

（在向您展示程序集之前，我不确定100％。这在很大程度上还取决于参数是在寄存器中启动还是在堆栈中启动。输出是否立即由其他浮点运算使用。）

Answer 2

看看在发布模式下编译的代码的反汇编，差异很明显！ 我删除了内联并使用了两个虚拟函数，以使编译器不会进行过多优化，并让我们展示它们之间的差异。

这是第一个功能。

013D1002  in          al,dx  
            union {
                float x;
                int a;
            } u;
            u.x = x;
013D1003  fld         dword ptr [x]   // Loads a float on top of the FPU STACK.
013D1006  fstp        dword ptr [x]   // Pops a Float Number from the top of the FPU Stack into the destination address.
            u.a &= 0x7FFFFFFF;
013D1009  and         dword ptr [x],7FFFFFFFh  // Execute a 32 bit binary and operation with the specified address.
            return u.x;
013D1010  fld         dword ptr [x]  // Loads the result on top of the FPU stack.
        }

这是第二个功能。

013D1020  push        ebp                       // Standard function entry... i'm using a virtual function here to show the difference.
013D1021  mov         ebp,esp
            int b= *((int *)&a) & 0x7FFFFFFF;
013D1023  mov         eax,dword ptr [a]         // Load into eax our parameter.
013D1026  and         eax,7FFFFFFFh             // Execute 32 bit binary and between our register and our constant.
013D102B  mov         dword ptr [a],eax         // Move the register value into our destination variable
            return *((float *)(&b));
013D102E  fld         dword ptr [a]             // Loads the result on top of the FPU stack.

在第一种情况下，浮点操作的数量和FPU堆栈的使用量更大。 这些功能完全按照您的要求执行，因此毫不奇怪。 所以我希望第二个功能更快。

现在...删除虚拟和内联的东西有些不同，在这里很难写反汇编代码，因为编译器当然做得很好，但是我重复一遍，如果值不是常量，则编译器将使用更多的浮点数在第一个功能中进行操作。 当然，整数运算比浮点运算要快。

您确定直接使用math.h abs函数比您的方法慢吗？ 如果正确内联，abs函数将执行此操作！

00D71016  fabs  

这样的微优化很难在长代码中看到，但是如果在长串浮点运算中调用您的函数，则Fab将更好地工作，因为值已经存在于FPU堆栈或SSE寄存器中！ 编译器将更快，更好地优化abs。

您无法衡量在一段代码中运行循环的优化性能，您必须查看编译器如何在实际代码中将所有这些混合在一起。