Question

据我所知，在类C语言中，我可以使用not运算符执行布尔值：（C）

int myBool = TRUE;
myBool = !myBool;

但我的问题是：这是如何在幕后实现的？我的猜测是使用跳转，但如果过度使用则效率低下:( Intel x86语法）

; assume eax holds boolean
  test eax, eax
  jnz short boolTrue
  inc eax ; eax was 0, now 1
  jmp short after
boolTrue: ; eax non-zero
  xor eax, eax ; eax now 0
after:

如图所示，它需要5条指令，至少有一个跳转，一个按位and（test）。必须有一个更简单的方法来实现这一点，因为我已经看到代码库基于某些奇怪的原因而做了“双重注意”（if (!!fileHandle)）。

所以（如上所述）：编译器如何在x86上进行布尔!？

Answer 1

您可以使用SETZ（设置（如果）为零（设置标志））来执行此操作，但不需要分支。

Answer 2

有可能使用进位和无分支序列：

sub %eax, 1        ;; this produces carry only when %eax EQ zero
sbb %eax, %eax     ;; 0 when not carry, -1 when carry
and %eax, 1        ;; just get the least significant bit (also neg %eax will do)

代表eax=!eax和

sub %eax, 1        ;; 
sbb %eax, %eax     
add %eax, 1        ;; [-1, 0] + 1 == [0, 1]

代表eax = !!eax。

我无法弄清楚是否有3个指令（或更少）序列使用不会浪费原始变量（或寄存器eax）的常见算术运算。

Answer 3

在良好的编译器中，用于实现诸如NOT的运算符的方法通常不仅限于一个代码生成模式。编译器将考虑周围上下文的许多因素，例如编译时优化，紧接在NOT运算符之前的源和/或生成的代码，是否在条件上下文中使用NOT运算符（例如，在if语句中使用）或值上下文（用于赋值）。

当在if语句中使用时，NOT运算符更可能使用分支实现，因为if语句最有可能需要分支。在值上下文中使用时，NOT运算符更可能通过比较和捕获结果来实现（没有分支）。

当在较大的表达式中使用NOT运算符时，通常可以反转嵌套运算符，因此对于一种查看它的方法，NOT运算符根本不生成代码;这可能发生在a = ! (b > 0)或if ( ! ( a && b ) )等表达式中。即使使用if ( !a )，您也可能会发现a实际上并未被忽略，而只是在if ( a )中进行测试，但分支条件已反转。

在您给出的具体示例中，我希望编译器能够做出最好的努力（为生产而不是为调试生成代码），它会在编译时确定常量0而不是{{1应该传递给myBool。

简而言之，一个不错的编译器有许多可用的技术和许多标准来确定使用哪些。

Answer 4

如果你有一个合适的布尔值，你可以使用XOR在两个表示之间切换。请注意C没有bool，它只将零解释为false，其他任何东西都为true。 C++和C#都有适当的布尔值，因此他们不需要使用非零检查，实际上至少g++确实使用了XOR方法。

布尔人如何在集会中“注意到”？

4 个答案: