c语言的类型转换有多慢【欢迎讨论】

weiweishuo

下面的代码测试了int转换为float的开销：
代码里用到了一个【RUN--ENDRUN】宏，不要奇怪没见过，是我自己写的。

1. #include"../include/run.h"
   
2. void main(void){
   
3.     float b,b1,b2,b3,b4;
   
4.     int c,c1,c2,c3,c4;
   
5.         //RUN和ENDRUN之间的代码会重复执行100000000*9次，每执行一亿次，记录下执行时间，重复9次，取均值
   
6.     RUN(100000000,9)//【RUN--ENDRUN】是测试性能的宏，后面贴了源码
   
7.     /**b=(float)(exec_count);   
   
8.     b1=(float)(exec_count);
   
9.     b2=(float)(exec_count);
   
10.     b3=(float)(exec_count);
    
11.     b4=(float)(exec_count);*/
    
12.         c=exec_count;
    
13.     c1=exec_count;
    
14.     c2=exec_count;
    
15.     c3=exec_count;
    
16.     c4=exec_count;
    
17.     ENDRUN
    
18. }

复制代码

gcc -o t t.c -std=c99
./t运行，输出：
332  325  326  326  326  326  325  326  327  
average:326
以上是没有类型转换的性能评价，再把注释部分对调,看类型转换的情况下，输出：
723  710  712  711  709  712  713  710  711  
average:712
---------------------------------------------
测试环境ubuntu12.1,gcc4.7,联想y470
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  之所以做这样的测试，是在读《3D游戏编程大师》时候，看到作者说“这样....可以避免浮点数和整数之间的转换，因为作者不信任编译器"。
  在下是新手，请大侠们说说上面的性能差距意味着什么，可以忽略吗？当然也欢迎指出测试代码的不严谨处，因为我对cache,编译优化之类不太懂。
附：run.h

1. #ifndef RUN_H
   
2. #define RUN_H
   
3. #include<sys/time.h>
   
4. #include<stdio.h>
   
5. struct timeval start,end;//global vars,remember not to use repeatly
   
6. int var_run_num,run_count,exec_count,timeCost,timeCost_total;//look up
   
7. #define RUN(exec_num,run_num)\
   
8.     timeCost_total=0;\
   
9.     var_run_num=run_num;\
   
10.     printf("run start-----------\nexec_strength:%d\n",exec_num);\
    
11.     for(run_count=0;run_count<run_num;run_count++){\
    
12.         gettimeofday(&start,NULL);\
    
13.         for(exec_count=0;exec_count<exec_num;exec_count++){
    
14. #define ENDRUN\
    
15.         }\
    
16.         gettimeofday(&end,NULL);\
    
17.         timeCost=(end.tv_sec-start.tv_sec)*1000+(end.tv_usec-start.tv_usec)/1000;\
    
18.         timeCost_total+=timeCost;\
    
19.         printf("%d  ",timeCost);\
    
20.     }\
    
21.     printf("\naverage:%d\nrun exit-------------\n",timeCost_total/var_run_num);   
    
22. #endif

复制代码

linux_c_py_php

关注复杂度和设计合理性比较重要吧... 这...

windoze

编译器在这事上应该没什么责任吧，就是一条FILD指令而已，除非你设置禁止使用FPU。
如果那本书中说的“作者”是John Carmack，那么“不信任”的十有八九是当年Pentium CPU浮点数转换的bug
话说回来，FILD/FSTP之类的指令的确挺慢的，如果你对性能极度关心，确实可以自己搞搞。

变异老鼠

即使对“编译优化之类不太懂”，也至少应该知道测试性能时打开编译优化。

果然即使在 Linux 下用 gcc 也阻止不了 void main()。

回到正题，根据 Intel 手册的说法，比较新的机器上位整数转浮点大概要用 3、4 个周期，差不多相当于一次整数乘法的时间。如果用古老的 x87 FPU 指令会更慢。

你这个程序不用再测了，打开编译优化估计循环里就只剩下 gettimeofday 了……

weiweishuo

linux_c_py_php 发表于 2013-03-09 22:25
关注复杂度和设计合理性比较重要吧... 这...

我只是想大概看看c语言类型转换的开销

weiweishuo

windoze 发表于 2013-03-09 22:27
编译器在这事上应该没什么责任吧，就是一条FILD指令而已，除非你设置禁止使用FPU。
如果那本书中说的“作者 ...

作者是Andre LaMothe

weiweishuo

变异老鼠 发表于 2013-03-10 02:02
即使对“编译优化之类不太懂”，也至少应该知道测试性能时打开编译优化。

果然即使在 Linux 下用 gcc 也 ...

"果然即使在 Linux 下用 gcc 也 "这句话我不太懂，能否说浅显点儿？
你可能误会这篇帖子的意思了。我不懂你为什么让我打开编译优化，我并不是想测试这段程序的性能....你说的编译优化是-Ox么？我就是让编译器规规矩矩的汇编每一条指令，才能比较出浮点转换的开销呀。果真让它优化，内层的循环是无意义的，说不定编译器把它扔了都可能呢...