为少写一条if语句作出的努力

这个世界上有为少写一条if语句纠结过的人吗?

还真有,不过不是本人,是最牛叉的web server的作者。


首先充点电:

  一个最简单的if判断大约生成几条汇编指令,如if (a >= 3) ?

int a = 1;     // (1)
if (a >= 3) {  // (2)
     printf("33333");    // (3)
}
  

gcc 大约生成如下的汇编:
 movl    $1, -4(%rbp) #类似int a = 1
 cmpl    $2, -4(%rbp) #实现 if(a >= 3) 效果的汇编
 jle     .L2

充电的结果是,知道一个判断语句至少产生两条汇编指令,比较指令,如cmpl 和 跳转指令,如jle 。

一个由两条表达组成的if判断大约产生几条汇编指令,如if (a >= '0' && a <= '9') ?

 int a = 1;    
                     
 if (a >= '0' && a <= '9') {    
     printf("=======\n");    
 }
 
 gcc 大约生成如下的汇编:
  movl    $1, -4(%rbp) #类似 int a = 1
  cmpl    $47, -4(%rbp) #实现 if (a >= '0') 效果的汇编
  jle .L2 
  cmpl    $57, -4(%rbp) #实现 if (a <= '9') 效果的汇编
  jg  .L2

对比上面可以发现多加一个表达式多生成两条汇编指令

如何把大写字母转小写字母:

int ch, c;
ch = 'A'
c = ch | 0x20;


如何把一个16进制的字符转成10进制:

int value;
char c;

if (c >=' 0' && c <= '9')
    value = value * 16 + c - '0';
else if(c >= 'a' && c <= 'f')
    value = value * 16 + c - 'a' + 10;
else if(c >= 'A' && c <= 'F')
    value = value * 16 + c - 'A' + 10;


好,现在进入主题编写函数hextoi,把有16进制数字组成的字符串(包含可选的前缀0x或0X)转为与之相等的整形值。

字符串中允许包含的数字包括:0~9、a-f、A-F。

实现1:

int hextoi(char *s) {
    char c;
    int val;

    if (*s == '0') {
        s++;
        if (*s == 'x' || *s == 'X')
            s++;
    }   

    for (val = 0; *s; s++) {
        c = *s; 

        if (c >= '0' && c <= '9')
            val = val * 16 + c - '0';
        else if (c >= 'a' && c <= 'f')
            val = val * 16 + c - 'a' + 10; 
        else if (c >= 'A' && c <= 'F')
            val = val * 16 + c - 'A' + 10; 
        else
            return val;
    }   

    return val;
}


实现2:

int hextoi(char *s) {
    char c, ch; 
    int val;

    if (*s == '0') {
        s++;
        if (*s == 'x' || *s == 'X')
            s++;
    }   

    for (val = 0; *s; s++) {
        ch = *s; 
    
        if (ch >= '0' && ch <= '9') {
            val = val * 16 + ch - '0';
            continue;
        }

        c = ch | 0x20;

        if (c >= 'a' && c <= 'f') {
            val = val * 16 + c - 'a' + 10; 
            continue;
        }

        return val;
    }   

    return val;
}

实现1与实现2的区别是?

  • 区别1 --想法。

        实现1是大多数人可以想到。

        实现2实现比较怪异,一开始不知道为什么要这么做。

  • 区别2 --代码特征。

    实现1用if else 判断 a-f和A-F的字符

    实现2先把A-F的字符转成a-f的,

省去

    else if (c >= 'A' && c <= 'F')
            val = val * 16 + c - 'A' + 10;

多了

 c = ch | 0x20;

  • 区别3--效率(实现2效率更高)。

    可以用gcc -S 生成汇编,数下两个函数生成的汇编。

    实现1 需要110行汇编,实现2 只要100行汇编

    为什么会这样,原来实现2中省去的if 判断会生成如下的汇编:

-   cmpb    $64, -1(%rbp)
-   jle .L8
-   cmpb    $70, -1(%rbp)
-   jg  .L8
-   movl    -8(%rbp), %eax
-   movl    %eax, %edx
-   sall    $4, %edx
-   movsbl  -1(%rbp), %eax
-   addl    %edx, %eax
-   subl    $55, %eax
-   movl    %eax, -8(%rbp)
-   jmp .L6
-.L8:

而实现2中多出来的部分,生成的汇编代码比较少,如下:

+   movzbl  -2(%rbp), %eax
+   orl $32, %eax
+   movb    %al, -1(%rbp)

13 - 3 正好是10行,这就是为什么上面实现1,汇编代码是110行,而实现2只有100行。

题外话:

    实现2,参考了ngx_hextoi。开头提到的为了少写一条if 的人是谁,大家都懂的。。



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