Schnelle Alternativen für Multiplikation mit 2

[Delphi-Laie]

Hallo Delphi-/Pascalfreunde!

Seit Jahren benutze ich die Funktionen succ und pred statt +1 und -1 für Integervariablen, weil ich mal las, daß diese effizienter (=schneller) ausgeführt werden können.

Seit einiger Zeit benutze ich auch shl und shr statt Multiplikationen bzw. Divisionen mit Zweierpotenzen, denn auch diese sollen effizienter bzw. schneller sein.

Nun aber meine Frage: Für die Multiplikation mit 2 kann man statt shl 1 auch Variable+Variable benutzen. Ich vermute, daß auch die Addition schneller als die Multiplikation ist, doch was ist das schnellste: Die Linksverschiebung (shl) oder die Addition? Ich vermute, daß es shl ist. Doch was meint oder wißt Ihr dazu?

[DeddyH]

Wenn man Ahnung davon hat (ich habe sie nicht), dann kann man sich die verschiedenen Varianten ja einmal im resultierenden Assembler-Code ansehen. Allerdings denke ich, dass, wenn überhaupt Geschwindigkeitsunterschiede bestehen sollten, diese wahrscheinlich allenfalls marginal sind. Wichtiger ist es IMO, dass der Code lesbar und nachvollziehbar (und somit auch leicht wartbar) ist. Wenn man also mit Bitmasken hantiert, dann ist das Bitshifting in diesem Kontext logisch. In anderen Zusammenhängen könnte es den Betrachter (das ist man im Zweifel selbst nach ein paar Monaten) nur verwirren.

[himitsu]

Zitat:

Zitat von Delphi-Laie (Beitrag 1146174)

Seit Jahren benutze ich die Funktionen succ und pred statt +1 und -1 für Integervariablen, weil ich mal las, daß diese effizienter (=schneller) ausgeführt werden können.

Es gibt auch noch Inc und Dec.

Ja, diese sind theoretisch schneller,
aber nein, praktisch sind sie es dann doch nicht, da der Compiler sowieso schon die +1 zu INC optimiert. (wenn man die Codeoptimierung nicht deaktivert hat)

Zitat:

Zitat von Delphi-Laie (Beitrag 1146174)

Seit einiger Zeit benutze ich auch shl und shr statt Multiplikationen bzw. Divisionen mit Zweierpotenzen, denn auch diese sollen effizienter bzw. schneller sein.

Das Stimmt aber nur für vorzeichenlose Typen.
Bei z.B. dem vorzeichenbehafteten Integer würde dieses das Vorzeichen (-) verstören.

Aber auch hier optimiert der Compiler ein

Delphi-Quellcode:

div 2

und

Delphi-Quellcode:

* 2

über die entsprechenden Schiftoperationen, wenn er es erkennt.

Theoretisch wäre die Addition langsamer als ein Shift und die Multiplication langsamer als eine Addition ... also vom mathematischen Aufwand her,
aber erstmal optimiert der Compiler schon ganz ordentlich und dann verfügen auch nochmal die CPUs/FPUs über entsprechende Optimierungen, um besser/schneller rechnen zu können.

[shmia]

Multiplikationen und Divisionen mit den Konstanten 2,4,8,16,... werden vom Delphi Compiler automatisch in einen Links- oder Rechtshift übersetzt.

Delphi-Quellcode:

x := x * 256;
x := x shl 8;

Man kann sich also die Shift-Operationen hier sparen.
Was anderes ist es, wenn erst während der Laufzeit der Multiplikator oder Divisor feststeht.
Dann macht eine Shiftoperation natürlich Sinn.

[Delphi-Laie]

Danke für Eure Antworten!

Zitat:

Zitat von himitsu (Beitrag 1146177)

Zitat:

Zitat von Delphi-Laie (Beitrag 1146174)

Seit Jahren benutze ich die Funktionen succ und pred statt +1 und -1 für Integervariablen, weil ich mal las, daß diese effizienter (=schneller) ausgeführt werden können.

Es gibt auch noch Inc und Dec.

Ja, natürlich, diese sogar ausschließlich, wenn es um dieselbe Variable geht. War in dem Augenblicke nicht gegenwärtig.

[DeddyH]

Wobei Succ() und Pred() als Funktionen mit Call-By-Value-Parametern auch auf Properties anwendbar sind, Inc() und Dec() hingegen nicht. Aber das nur am Rande, hat mit dem Thema nicht viel zu tun.

[Aphton]

Zitat:

Zitat von DeddyH (Beitrag 1146176)

Wenn man Ahnung davon hat (ich habe sie nicht), dann kann man sich die verschiedenen Varianten ja einmal im resultierenden Assembler-Code ansehen.

Klar

Zitat:

Zitat von DeddyH (Beitrag 1146176)

Allerdings denke ich, dass, wenn überhaupt Geschwindigkeitsunterschiede bestehen sollten, diese wahrscheinlich allenfalls marginal sind. Wichtiger ist es IMO, dass der Code lesbar und nachvollziehbar (und somit auch leicht wartbar) ist.

Jain. Kommt auf das Einsatzgebiet an. Wenn es hochperformant sein soll, dann spielt es natürlich eine Rolle.
Bei solchen Unklarheiten wende ich Trick #17 an -> einen Geschwindigkeitstest machen.
Da sieht man dann anschließend, welche Variante schneller ist (am eigenen Rechner)

[DeddyH]

Wobei so ein Test aber auch nur dann aussagefähig ist, solange unter exakt gleichen Bedingungen verglichen wird.

[Mavarik]

Warum ist alles langsammer als früher obwohl die Rechner 100x schneller geworden sind?

Weil keiner mehr optimiert...

Früher hab ich mit der Z80 Bibel von Rodnay Zaks für jede - wichtige - Routine die Taktzüglen zusammen addiert um zu schauen, ob ich nicht mit anderen Befehlen 2 oder 3 sparen kann.

Also warum nicht shl verwenden... Dann bist Du Dir sicher das es aus so benutzt wird... Falls der Compiler es anders sieht!

Mavarik

[himitsu]

Im Prinzip hat es DeddyH schon gesagt:
Möglichts "einfachen" Code schreiben, denn der ist besser wartbar
und das ist oftmals eigentlich wichtiger, als eine Nanosekunde weniger zu benötigen.

Der Compiler optimiert dann so Einiges und wenn dann immernoch ein paar Takte zuviel sind, welche unbedingt weg müssen, dann kann man immernoch optimieren.

Wie gesagt, mit SHL muß man aufpassen, da es keinen Pascal-Befehl für ein "signed shift" gibt. (k.A. warum)

PS: Ich hab auch schonmal 'ne ganze Weile dran gesessen und mit Assembler rumoptimiert, mit dem Ergebnis, daß die Codeoptimierung etwa genauso gut war und somit sinnlos Zeit verschwendet wurde, welche wo anderes nötiger gewesen wäre.