boolからintへのキャストの仕組み

[dom]

投機実行などを考慮するとif文は無いほうが良いので、boolからintへのキャストを利用して、例えば以下のように書くことができます。

コード:

// ノーマル
double max(double x, double y) 
{
    if (x >= y) return x;
    else        return y;
}

// bool => int のキャスト使用
double max(double x, double y) 
{
    int b = static_cast<int>(x >= y);
    return b * x + (1-b) * y;
}

ここで質問なのですが、キャスト自体が「boolが真なら１、偽なら０」というように分岐の要素を含んでいますが、実際に内部で分岐が行われているのでしょうか？それとも、ハードでビット演算的に計算されているのでしょうか？

[softya（ソフト屋)]

条件比較自体が機械語レベルの分岐を必要とするので前提自体が破綻しているかと。
まぁ、ＣＰＵやＣ++の実装でも変わりそうなので気にするならアセンブラで書けって事になるレベルでしょうか。
つまり、高級言語で気にしすぎです。

[修正]
あとreturnと演算のコストも秤にかける必要があるでしょう。
やるなら、実測と最適化の掛かったリリースビルド時のアセンブラコードを見比べてみる必要があるでしょう。
私なら分かりづらい後者を使うことはないと思います。

[beatle]

条件比較自体が機械語レベルの分岐を必要とするので前提自体が破綻しているかと。

必ずしもそうではないのでは？
例えば引き算した結果のボロービットを1,0として扱えば、分岐なしで行けるような気はします。

C++の規格を読んでみましたが、falseは0に、trueは1に変換されるよと書いてあるだけで、false/trueの内部表現は特に規定されていないようなので、
もしかしたらtrue/falseを1/0以外で表す処理系もあるかもしれませんね。
そのような処理系だったらstatic_castしようが条件分岐が発生する可能性はあります。

[softya（ソフト屋)]

必ずしもそうではないのでは？
例えば引き算した結果のボロービットを1,0として扱えば、分岐なしで行けるような気はします。

確かにレジスタ転送、シフトやAND演算だけでもいけそうなCPUがある気がしますね。
例えばvc++だと、どんな実装をされているか気になるところですが、実装を前提にすると大体後で困るので気にしない方が正しい組み方ですよね。
実際にアセンブルコードを確認することはできますが実用性はないかと。

【補足】
試してみましたが、VC++2008はjbを選びましたね。
コンパイルのコマンド：cl /O2 /FAcs a.cpp

コード:

bool max(double x, double y) 
{
	return x >= y;
}

コード:

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 15.00.30729.01 

include listing.inc

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

PUBLIC	?max@@YA_NNN@Z					; max
EXTRN	_fltused:DWORD
; Function compile flags: /Ogtpy
; File c:\cygwin\home\softyasu\a.cpp
;	COMDAT ?max@@YA_NNN@Z
_TEXT	SEGMENT
x$ = 8
y$ = 16
?max@@YA_NNN@Z PROC					; max, COMDAT

; 3    : 	return x >= y;

  00000	66 0f 2f c1	 comisd	 xmm0, xmm1
  00004	72 03		 jb	 SHORT $LN3@max
  00006	b0 01		 mov	 al, 1

; 4    : }

  00008	c3		 ret	 0
$LN3@max:

; 3    : 	return x >= y;

  00009	32 c0		 xor	 al, al

; 4    : }

  0000b	c3		 ret	 0
?max@@YA_NNN@Z ENDP					; max
_TEXT	ENDS
END

[dom]

返信ありがとうございます。

ttp://bm98.yaneu.com/intensive/tips3.htmlのページを読んで分岐を無くすように意識してたのですが、
確かに気にしすぎでしたね。処理系によるとのことなので、実用上は実際に速度を測ろうと思います。

[dom]

返信ありがとうございます。

ttp://bm98.yaneu.com/intensive/tips3.html
のページを読んで分岐を無くすように意識してたのですが、
確かに気にしすぎでしたね。処理系によるとのことなので、実用上は実際に速度を測ろうと思います。

[softya（ソフト屋)]

速度を例え測っても、コンパイラのオプションで出力される機械語が変わります。
あとコンパイラのバージョンでも出力する機械語は変わる可能性があります。

それともうひとつ、ＣＰＵの設計で動作が変わるのでCoreiでもバージョンが変わると機械語レベルで分岐予想などの動作が変わってきます。
当然AMDとINTELでは動作が違います。

と言うことを考えだすとキリがないです。
幾つかの環境でテストして差し支えないレベルを目指すほうが実用的です。