C / C ++`！a` vs`a == 0`

Question

當我有一個整數或指針a ，事實證明兩者都是

!a

和

a==0

有相同的行為。 在非常低的水平上，計算速度方面是否存在一些差異？

Answer 1

性能不太可能存在差異，因為編譯器知道邏輯等價，因此沒有理由不能為兩者發出相同的代碼。

等價是小學，而不是一些聰明的定理：的意義 !a在標准定義的整數類型是“價值a等於0”（或嚴格地說詹姆斯指出，“不是（價值a不為0）” ），和意義!a為指針類型是“ a是空指針”（或嚴格來說“不是（價值a是一個非空指針）”。

但是，並不要求編譯器必須為兩者發出相同的代碼，因此C或C ++標准無法保證性能相同。

Answer 2

根據定義， ! 需要bool類型的操作數; 如果其操作數的類型為int ，則存在隱式轉換（這對於混淆是很好的，但通常應該避免）。 根據定義，int a到bool的隱式轉換是a != 0 。 所以!a是!(a != 0) 。 在實踐中，很難想象任何編譯器都沒有生成完全相同的代碼!(a != 0)和a == 0 ，所以性能當然不應該是一個考慮因素。 說出你的意思並且意味着你所說的：因為你要比較0 ，那就是應該寫的方式。

編輯：

正如史蒂夫傑索普指出的，如果該類型進行比較不int ，的正式定義!a是!(a != static_cast<T>( 0 )其中T是類型a 。雖然隱式轉換通常傷害可讀性，我認為沒有人會堅持將0顯式轉換為另一種整數類型。另一方面，我系統地為浮點類型寫a == 0.0 ，而在C ++中，為指針類型寫a == nullptr - 其中涉及另一個隱式轉換，從std::nullptr_t到指針類型。並非所有隱式轉換都是相同的:-)。 （FWIW：我接受整數類型之間的隱式轉換，以及浮點類型之間的隱式轉換，只要它們沒有縮小，如C ++11§8.5.4/ 7中所定義，除了應該使用'\\0'之外，而不是0 ，用於字符數據;以及指針之間的隱式轉換，以及指針和std::nullptr_t之間的隱式轉換。整數類型到浮點類型的隱式轉換也不會打擾我，盡管我從不寫它們。但是就是這個。）

Answer 3

在C中沒有區別，兩個版本很可能生成相同的機器代碼。 不同的是風格。

它甚至可以在C標准中明確寫出（C11 6.5.3.3）：

表達式！E等價於（0 == E）。

! 應該只用於有效布爾值的操作數。 不幸的是，C中沒有真正的bool類型，所有內容都被評估為int。 （盡管C99引入了一個_Bool類型和一個bool宏，但只要在表達式中使用它們，它們仍會被提升為整數。）仍然應該將表達式視為存在bool類型。 優秀的C程序員編寫的代碼假裝存在真正的bool類型。 （有關“有效布爾”的更多信息，請參閱MISRA-C：2012附錄D“基本類型”。）

對於所有其他操作數，應使用== 0 。 這包括普通整數和指針。 例如，寫if(!ptr)被認為是壞樣式，檢查指針的正確方法是if(ptr == NULL) 。 （MISRA-C：2004 12.6）

出於類似的原因， if(ptr)被視為草率編碼。 因為if期望一個有效布爾的表達式。 正確的代碼使用if(ptr != NULL) ，這也更具可讀性和自我記錄性。 即使生成的機器代碼是相同的。 （MISRA-C：2004 13.2）

C ++是不同的，因為它有一個真正的bool類型。 操作數來! 預計將是bool，如果它不是bool，它將被轉換為一個。 C將執行相反的操作，如果操作數是bool，它將轉換為int。 盡管如此，這最終不會影響性能，因為允許編譯器將所有隱式轉換優化為最合適的類型，因為它不會改變代碼的結果。

同樣在C ++中，結果類型為! 和==總是一個bool，而C中的結果總是一個int（你應該把它當作一個bool ......但它仍然是一個int）。

Answer 4

我期望在計算速度沒有區別!a和a==0的整數和指針。

使用最能明確表達您意圖的變體。 對於整數，我總是使用`a == 0'。 有了指針這兩個版本對我來說都很好。

PS：性能差異並非不可能，但它應該非常小。 對於良好的優化編譯器，差異實際上是不可能的。 它將被視為一個錯誤並很快修復。

Answer 5

在許多情況下它們是相同的。 任何現代編譯器都會根據目標機器選擇最佳指令。 第一個在開發人員之間很受歡迎。

您應該考慮到它可以依靠的類型， a在超載的情況下運營商的==和! 。 （例如自定義對象）

Answer 6

考慮到這兩個語句，你可以執行的最佳優化是寫0 == a而不是a == 0 。

C存在一個小的差異， C版本不提供bool類型，在這個舊版本的C bool中作為一個int被處理，所以隱式轉換只是一個integer而不是一個bool ，這就是訣竅!!a帶有雙重否定的地方，這就是為什么這個技巧在語言的現代版本中沒用，但很大程度上采用舊的代碼庫。

除此之外，我不記得實質性的差異。

Answer 7

我總是我們!a在我自己的代碼，而只是因為它的短/簡單（在工作中，編碼標准說0 == a ）。

正如其他人所說，編譯器將解決任何差異，並且無論是哪種情況，它都將執行某種檢查“值是否為零”並形成一個布爾值的結果。 無論哪種方式，最終結果應該非常相同。

上述是假設的類型a是簡單類型（整數/焦炭/布爾或浮點型）。 如果碰巧是class或struct ，那么!a版本將調用operator bool操作數，其中a == 0可能會使用不同的方法，例如operator== - 請注意這里的規則很復雜，並且一個人對另一個人的影響可能很大。

總之，對於簡單類型，它只是一種風格問題（在大多數編譯器中！）。 對於復雜類型，它取決於所涉及的類/結構的設計。

如果性能真的很重要，那么衡量不同解決方案之間的差異，看看在這種情況下哪種解決方案表現最佳