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高效的C编程之:布尔表达式

2013/09/30
阅读需 8 分钟
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14.4  布尔表达式

14.4.1  范围检测

通常,布尔表达式被用来检测某个数值是否在特定的范围内。例如,在图形窗口处理程序中,常使用布尔表达式判断屏幕中一个点是否在当前活动窗口范围内。

下面的程序使用结构体定义点坐标并计算坐标的当前位置。

bool PointInRect1(Point p, Rectangle *r)

{  return (p.x >= r->xmin && p.x < r->xmax &&

                p.y >= r->ymin && p.y < r->ymax);

}

上面的功能函数,被编译为下面的指令序列。

PointInRect1

           LDR      a4,[a3,#0]

           CMP      a1,a4

           BLT      |L000034.J5.PointInRect1|

           LDR      a4,[a3,#4]

           CMP      a4,a1

           BLE      |L000034.J5.PointInRect1|

           LDR      a1,[a3,#8]

           CMP      a2,a1

           BLT      |L000034.J5.PointInRect1|

           LDR      a1,[a3,#&c]!

           CMP      a2,a1

           MOVLT    a1,#1

           MOVLT    pc,lr

|L000034.J5.PointInRect1|

           MOV      a1,#0

           MOV      pc,lr

但上面的代码并不是最精简的。编译器对(x >= min && x < max)形式的布尔表达式的处理过程比较复杂。它将以(unsigned)(x-min) < (max-min)形式实现布尔操作。所有对于上面范围判断的代码,建议将函数写成如下形式。

bool PointInRect2(Point p, Rectangle *r)

{  return ((unsigned) (p.x - r->xmin) < r->xmax &&

               (unsigned) (p.y - r->ymin) < r->ymax);

}

这样编译出的汇编指令序列如下所示。

PointInRect2

           LDR      a4,[a3,#0]

           SUB      a1,a1,a4

           LDR      a4,[a3,#4]

           CMP      a1,a4

           LDRCC    a1,[a3,#8]

           SUBCC    a1,a2,a1

           LDRCC    a2,[a3,#&c]!

           CMPCC    a1,a2

           MOVCS    a1,#0

           MOVCC    a1,#1

           MOV      pc,lr

14.4.2  和零的比较操作

比较指令(CMP)将设置程序状态字的条件标志位。另外,基本的算术指令也可以设置条件标志位,如使用指令MOVS、ADDS等。如果程序中的算术指令的执行目的是为了将计算结果和零比较,那么就可以直接使用带标志扩展的基本算术指令。如下面的两条语句:

ADD R0, R0, R1

CMP R0, #0

可以合并为一条带符号扩展的加法指令:

ADDS R0, R0, R1

事实上,C语言中的和零相关的关系操作都可以利用状态标志寄存器的N位和Z位。如:x < 0, x >= 0, x = 0, x != 0,和无符号操作x = 0, x != 0 (or x > 0)。

对于每一条C语言中的关系操作,汇编器都将产生一条比较指令。如果关系操作和零相关,则可以将产生的比较指令移除。

 

下面是C语言中的关系操作被编译的例子。

C源文件如下所示。

int g(int x, int y)

{

if ((x + y) < 0)

return 1;

else

return 0;

}

编译后的结果如下。

g

        ADDS     a1,a1,a2

        MOVPL    a1,#0

        MOVMI    a1,#1

        MOV      pc,lr

所以,在使用C语言编程时,关系操作最好转换成和零相关的,这样既可以减少代码密度,也可以提高程序的执行效率。

C语言中,没有和程序状态寄存器的C位和V位直接相关的指令,所以要在程序中检测这些标志,只能使用内嵌汇编。但C编译器支持无符号溢出操作,下面的例子显示了在有溢出操作时,编译器对程序的处理。

C源代码如下所示。

int sum(int x, int y)

{

int res;

res = x + y;

if ((unsigned) res < (unsigned) x) /* 判断进位标志是否进位 */

res++;

return res;

}

编译的汇编文件如下所示。

sum

        ADDS     a2,a1,a2

        ADC      a2,a2,#0

        MOV      a1,a2

        MOV      pc,lr

Arm

Arm

ARM公司是一家知识产权(IP)供应商,主要为国际上其他的电子公司提供高性能RISC处理器、外设和系统芯片技术授权。目前,ARM公司的处理器内核已经成为便携通讯、手持计算设备、多媒体数字消费品等方案的RISC标准。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

ARM公司是一家知识产权(IP)供应商,主要为国际上其他的电子公司提供高性能RISC处理器、外设和系统芯片技术授权。目前,ARM公司的处理器内核已经成为便携通讯、手持计算设备、多媒体数字消费品等方案的RISC标准。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。收起

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