大多数编译器是否将 % 2 转换为位比较？真的更快吗？
Do most compilers transform % 2 into bit comparison? Is it really faster?
在编程中，经常需要判断一个数是奇数还是偶数。为此，我们通常使用：
n % 2 == 0
然而，我的理解是 '%' 运算符实际上执行除法和 returns 它的余数；因此，对于上述情况，直接检查最后一位会更快。假设 n = 5;
5 = 00000101
为了检查数字是奇数还是偶数，我们只需要检查最后一位。如果是1，则为奇数；否则，它是偶数。在编程中，它会这样表达：
n & 1 == 0
据我所知，这会比 % 2 更快，因为没有执行除法。需要一个简单的位比较。
那我有2个问题：
1) 第二种方式真的比第一种方式快吗（在所有情况下）？
2) 如果 1 的答案是肯定的，编译器（在所有语言中）是否足够聪明，可以将 % 2 转换为简单的位比较？或者如果我们想要最好的性能，我们是否必须明确地使用第二种方式？
速度相当
无论使用何种实现语言，无论整数是正数、负数还是零，模数版本通常都能保证正常工作。按位版本不是。
使用您认为最易读的内容。
是的，位测试 比整数除法 by about a factor of 10 to 20, or even 100 for 128bit / 64bit = 64bit idiv on Intel 快 很多。特别是因为 x86 至少有一个 test 指令根据按位与的结果设置条件标志，所以你不必除法和 then 比较；按位 AND 是 比较。
我真的决定check the compiler output on Godbolt，得到了一个惊喜：
事实证明，使用 n % 2 作为带符号的整数值（例如 return signed int 的函数中的 return n % 2）而不是仅仅针对非-zero (if (n % 2)) 有时生成的代码比 return n & 1 慢。这是因为(-1 % 2) == -1，而(-1 & 1) == 1，所以编译器不能使用按位与。不过，编译器仍然避免整数除法，而是使用一些巧妙的 shift / and / add / sub sequence，因为这仍然比整数除法便宜。 （gcc 和 clang 使用不同的序列。）
因此，如果您想 return 基于 n % 2 的真值，您最好的选择是使用无符号类型。这让编译器始终将其优化为单个 AND 指令。 （在 Godbolt 上，您可以转到其他架构，如 ARM 和 PowerPC，并看到 unsigned even（%）函数和 int even_bit（按位 &）函数具有相同的 asm 代码。）
使用 bool（必须是 0 或 1，而不仅仅是任何非零值）是另一种选择，但编译器必须对 return [=25] 做额外的工作=]（或 n%2 以外的任何测试）。它的按位与版本将是 0、1、2 或 3，因此编译器必须将任何非零值转换为 1。（x86 有一个有效的 setcc 指令将寄存器设置为 0或 1，取决于标志，所以它仍然只有 2 条指令而不是 1 条。clang/gcc 使用它，请参阅 godbolt asm 输出中的 aligned4_bool。）
对于任何高于 -O0 的优化级别，gcc 和 clang 都会将 if (n%2) 优化为我们所期望的。另一个巨大的惊喜是icc 13 不.我不明白WTF icc thinks it's doing with all those branches.
在编程中，经常需要判断一个数是奇数还是偶数。为此，我们通常使用：
n % 2 == 0
然而，我的理解是 '%' 运算符实际上执行除法和 returns 它的余数；因此，对于上述情况，直接检查最后一位会更快。假设 n = 5;
5 = 00000101
为了检查数字是奇数还是偶数，我们只需要检查最后一位。如果是1，则为奇数；否则，它是偶数。在编程中，它会这样表达：
n & 1 == 0
据我所知，这会比 % 2 更快，因为没有执行除法。需要一个简单的位比较。
那我有2个问题：
1) 第二种方式真的比第一种方式快吗（在所有情况下）？
2) 如果 1 的答案是肯定的，编译器（在所有语言中）是否足够聪明，可以将 % 2 转换为简单的位比较？或者如果我们想要最好的性能，我们是否必须明确地使用第二种方式？
速度相当
无论使用何种实现语言，无论整数是正数、负数还是零，模数版本通常都能保证正常工作。按位版本不是。
使用您认为最易读的内容。
是的，位测试 比整数除法 by about a factor of 10 to 20, or even 100 for 128bit / 64bit = 64bit idiv on Intel 快 很多。特别是因为 x86 至少有一个 test 指令根据按位与的结果设置条件标志，所以你不必除法和 then 比较；按位 AND 是 比较。
我真的决定check the compiler output on Godbolt，得到了一个惊喜：
事实证明，使用 n % 2 作为带符号的整数值（例如 return signed int 的函数中的 return n % 2）而不是仅仅针对非-zero (if (n % 2)) 有时生成的代码比 return n & 1 慢。这是因为(-1 % 2) == -1，而(-1 & 1) == 1，所以编译器不能使用按位与。不过，编译器仍然避免整数除法，而是使用一些巧妙的 shift / and / add / sub sequence，因为这仍然比整数除法便宜。 （gcc 和 clang 使用不同的序列。）
因此，如果您想 return 基于 n % 2 的真值，您最好的选择是使用无符号类型。这让编译器始终将其优化为单个 AND 指令。 （在 Godbolt 上，您可以转到其他架构，如 ARM 和 PowerPC，并看到 unsigned even（%）函数和 int even_bit（按位 &）函数具有相同的 asm 代码。）
使用 bool（必须是 0 或 1，而不仅仅是任何非零值）是另一种选择，但编译器必须对 return [=25] 做额外的工作=]（或 n%2 以外的任何测试）。它的按位与版本将是 0、1、2 或 3，因此编译器必须将任何非零值转换为 1。（x86 有一个有效的 setcc 指令将寄存器设置为 0或 1，取决于标志，所以它仍然只有 2 条指令而不是 1 条。clang/gcc 使用它，请参阅 godbolt asm 输出中的 aligned4_bool。）
对于任何高于 -O0 的优化级别，gcc 和 clang 都会将 if (n%2) 优化为我们所期望的。另一个巨大的惊喜是icc 13 不.我不明白WTF icc thinks it's doing with all those branches.