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标题: 高效的C编程之：布尔表达式 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-10 07:23
标题: 高效的C编程之：布尔表达式
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

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