c – 64位模运算的奇怪性能行为

这些方法调用的最后三个需要大约.比前四个时间翻倍.

唯一的区别是它们的参数不再适合整数.但这有关系吗？该参数声明为long,因此无论如何都应该使用long进行计算.模运算是否对数字> maxint使用另一种算法？

我正在使用amd athlon64 3200,winxp sp3和vs2008.

Stopwatch sw = new Stopwatch();
       TestLong(sw, int.MaxValue - 3l);
       TestLong(sw, int.MaxValue - 2l);
       TestLong(sw, int.MaxValue - 1l);
       TestLong(sw, int.MaxValue);
       TestLong(sw, int.MaxValue + 1l);
       TestLong(sw, int.MaxValue + 2l);
       TestLong(sw, int.MaxValue + 3l);
       Console.ReadLine();

    static void TestLong(Stopwatch sw, long num)
    {
        long n = 0;
        sw.Reset();
        sw.Start();
        for (long i = 3; i < 20000000; i++)
        {
            n += num % i;
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed);            
    }

编辑：
我现在尝试用C进行相同的操作并且此处不会出现此问题,所有模运算都需要同时进行,在发布和调试模式下启用和未启用优化：

#include "stdafx.h"
#include "time.h"
#include "limits.h"

static void TestLong(long long num)
{
    long long n = 0;

    clock_t t = clock();
    for (long long i = 3; i < 20000000LL*100; i++)
    {
        n += num % i;
    }

    printf("%d - %lld\n", clock()-t, n);  
}

int main()
{
    printf("%i %i %i %i\n\n", sizeof (int), sizeof(long), sizeof(long long), sizeof(void*));

    TestLong(3);
    TestLong(10);
    TestLong(131);
    TestLong(INT_MAX - 1L);
    TestLong(UINT_MAX +1LL);
    TestLong(INT_MAX + 1LL);
    TestLong(LLONG_MAX-1LL);

    getchar();
    return 0;
}

EDIT2：

谢谢你的好建议.我发现.net和c(在调试和发布模式下)都不会使用原子cpu指令来计算余数,但是它们调用了一个函数.

在c程序中,我可以得到它的名称“_allrem”.它还显示了该文件的完整源代码注释,因此我发现该算法特殊情况下的信息是32位除数而不是.net应用程序中的除数.

我还发现,c程序的性能实际上只受除数的值而不是除数的影响.另一个测试表明,.net程序中余数函数的性能取决于被除数和除数.

顺便说一下：即使简单添加长long值也是通过连续的add和adc指令计算的.所以,即使我的处理器自称64位,它实际上不是:(

EDIT3：

我现在在使用visual studio 2010编译的Windows 7 x64版本上运行了c应用程序.有趣的是,性能行为保持不变,尽管现在(我检查了汇编源代码)使用了真正的64位指令.

多么奇怪的观察.您可以采取以下措施进一步调查：在程序开头添加“暂停”,如Console.ReadLine,但在第一次调用方法之后.然后以“发布”模式构建程序.然后启动程序不在调试器中.然后,在暂停时,附加调试器.通过它进行调试,然后查看为相关方法编写的代码.找到循环体应该很容易.

知道生成的循环体与C程序中的循环体有何不同会很有趣.

所有这些箍跳过的原因是因为抖动会改变它在jitting“debug”程序集时或者在已经附加了调试器的程序时生成的代码.在这些情况下,它会调试在调试器中更容易理解的代码.看看抖动是什么意思是为这种情况生成的“最佳”代码会更有趣,所以你必须在运行抖动之后加入调试器.