Почему такой сложный код испускается для деления целого числа со знаком на степень два?

Когда я компилирую этот код с VC ++ 10:

DWORD ran = rand();
return ran / 4096;

Я получаю эту разборку:

299: {
300:    DWORD ran = rand();
00403940  call        dword ptr [__imp__rand (4050C0h)]
301:    return ran / 4096;
00403946  shr         eax,0Ch
302: }
00403949  ret

который является чистым и лаконичным и заменяет деление на степень два логическим сдвигом вправо.

Тем не менее, когда я компилирую этот код:

int ran = rand();
return ran / 4096;

Я получаю эту разборку:

299: {
300:    int ran = rand();
00403940  call        dword ptr [__imp__rand (4050C0h)]
301:    return ran / 4096;
00403946  cdq
00403947  and         edx,0FFFh
0040394D  add         eax,edx
0040394F  sar         eax,0Ch
302: }
00403952  ret

который выполняет некоторые манипуляции перед выполнением правильного арифметического сдвига.

Зачем нужны эти дополнительные манипуляции? Почему арифметического сдвига недостаточно?

44

Решение

Причина в том, что беззнаковое деление на 2 ^ n может быть реализовано очень просто, тогда как знаковое деление несколько сложнее.

unsigned int u;
int v;

u / 4096 эквивалентно u >> 12 для всех возможных значений u,

v / 4096 является НЕ эквивалентно v >> 12 — это ломается, когда v < 0, поскольку направление округления отличается для сдвига и деления, когда задействованы отрицательные числа.

90

Другие решения

«дополнительные манипуляции» компенсируют тот факт, что арифметическое смещение вправо округляет результат до отрицательной бесконечности, тогда как деление округляет результат до нуля.

Например, -1 >> 1 является -1, в то время как -1/2 является 0,

34

Из стандарта С:

Когда целые числа делятся, результатом оператора / является
алгебраический фактор с любой дробной частью отбрасывается.105) Если
фактор a / b представим, выражение (a / b) * b + a% b должно
равно а; в противном случае поведение как a / b, так и% b не определено.

Нетрудно придумать примеры, когда отрицательные значения для a не следуют этому правилу с чисто арифметическим сдвигом. Например.

(-8191) / 4096 -> -1
(-8191) % 4096 -> -4095

который удовлетворяет уравнению, тогда как

(-8191) >> 12 -> -2 (assuming arithmetic shifting)

не деление с усечением, и, следовательно, -2 * 4096 - 4095 наверняка не равно -8191.

Обратите внимание, что смещение отрицательных чисел на самом деле определяется реализацией, поэтому выражение C (-8191) >> 12 не имеет в целом правильного результата в соответствии со стандартом.

10
По вопросам рекламы ammmcru@yandex.ru
Adblock
detector