C语言中使用移位操作代替乘除运算效率会更高吗

本篇内容介绍了“C语言中使用移位操作代替乘除运算效率会更高吗”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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在C语言程序开发中，一些移位操作似乎可以达到与乘除法操作一样的效果。例如，4>>1 等于 2，此时右移一位相当于除以  2。类似的，2<<1 等于 4，此时左移一位相当于乘以 2。

因此，有些教材推荐使用移位操作代替乘除操作，称可以为最终的C语言程序带来效率上的提升，那么真的如此吗?

移位代替乘除，C语言程序效率更高吗?

得到答案最简单直接的方法是做实验，下面是两段关于哈希算法的C语言程序，请看：

unsigned int hash( char const* s ) {  unsigned h = 0;  while ( *s != '\0' ) {  h = 127 * h + (unsigned char)*s;  ++ s;  }  return h; }

读者应将注意力放在h = 127 * h + (unsigned  char)*s;一行，此时C语言代码使用的是乘法操作。下面是另外一段C语言代码，请看：

unsigned int hash( char const* s ) {  unsigned h = 0;  while ( *s != '\0' ) {  h = (h << 7) - h + (unsigned char)*s;  ++ s;  }  return h; }

唯一的区别就是使用 h<<7 移位操作代替了 127 * h 乘法操作

与前面那段C语言代码相比，唯一的区别就是使用 h<<7 移位操作代替了 127 * h  乘法操作。在我的机器上，我测试了这两段C语言代码的效率，结果是两者差不多快，有时 127 * h 版本的C语言代码更快!

解析

C语言程序中，使用移位操作代替乘除操作更快吗?现在这个问题我们已经有答案了：并不如此。原因在于C语言编译器一般都会优化我们的代码，它知道如何尽可能快地增加目标处理器体系结构的能力，也即尽量生成尽可能快的程序。

因此作为C语言程序员，我们应该做的是明确告诉编译器我们的意图(即到底是 i * 2，还是  i<<1)，让它根据上下文决定如何产生更快的指令。

当硬件不支持快速乘除法时，编译器会将乘除法转换为移位和加法/减法的适当组合。因为它知道我们的最终目的，所以有时候显示的写出移位代码，倒不如直接告诉编译器我们的目的，这样才能得到尽可能快的C语言程序。

事实上，有时候简单的移位操作并不等同于乘除法，而且有些乘法并不能通过简单的移位实现，例如：

-5 / 2 = -2 -5 >> 1 = -3 i*3 = (i<<1) + i i*10 = (i<<3) + (i<<1)

因此，使用移位操作代替乘除法操作可能会带来预计之外的结果。而且有些移位组合也会让同事难以理解这段C语言代码的真实意图，也不利于协作开发和后期维护。

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