问题

if(x>y)和if(x-y>0)有没有区别(x,y都是int)?

回答
这个问题很有意思,初看之下,`if(x>y)` 和 `if(xy>0)` 似乎表达的是完全相同的意思,都是在判断 `x` 是否比 `y` 大。作为人类,我们很自然地会这样理解。

然而,从计算机的底层执行逻辑来看,这两条语句虽然最终导向的结果(判断为真或为假)相同,但在计算过程和潜在的效率上,可能会有一些微妙的差异,尤其是在某些特定条件下。

我们来拆解一下:

1. `if(x>y)`:

这条语句直接比较 `x` 和 `y` 的值。在大多数现代处理器中,比较操作是非常基础且高效的指令。处理器会直接读取 `x` 和 `y` 在内存中的值,然后执行一个“大于”的比较指令。这个过程通常是原子性的,意思是一次性完成,不涉及其他额外的步骤。

2. `if(xy>0)`:

这条语句稍微复杂一些。它首先需要执行一个减法运算 (`xy`),然后将减法的结果与 `0` 进行比较。

减法运算: 处理器需要从 `x` 的值中减去 `y` 的值。这个操作本身也是非常快的,但与直接比较相比,它确实多了一个算术运算的步骤。
与零比较: 减法的结果会被存储在一个临时寄存器或者内存位置,然后与 `0` 进行比较。这同样是一个比较操作。

那么,为什么会有区别呢?

主要体现在两个方面:

指令集的效率(理论层面): 理想情况下,直接的比较指令(如 `CMP` 在 x86 架构上)往往比先执行一个算术指令(如 `SUB`)再执行一个比较指令(如 `JG` Jump if Greater)在 CPU 内部的流水线处理上可能更直接一些。虽然现代 CPU 非常擅长优化这类操作,但理论上的开销确实是多了一步。

溢出(Underflow/Overflow)的考量(更实际): 这是更值得注意的区别点,尽管在很多情况下我们不会遇到。

`if(x>y)`: 直接比较,不会因为 `x` 或 `y` 的值过大或过小而产生中间结果的溢出问题。比较的是它们各自的数值大小。

`if(xy>0)`: 在执行 `xy` 这个减法时,如果 `x` 和 `y` 的值非常接近极限,例如 `x` 是一个很大的正数,而 `y` 是一个很小的负数,那么 `xy` 的结果可能会超出 `int` 类型所能表示的最大值(发生溢出)。反之,如果 `x` 是一个很小的负数,`y` 是一个很大的正数,那么 `xy` 的结果可能会小于 `int` 类型所能表示的最小值(发生负溢出)。

当发生溢出时,减法运算的结果将不再是真实的数学意义上的 `xy`,而是会“绕一圈”回到一个非常小的数(正溢出)或者一个非常大的数(负溢出)。这种情况下,`if(xy>0)` 的判断就可能出错,导致程序行为不符合预期。

举个例子来强调溢出:

假设 `int` 类型是 32 位的,最小值是 `INT_MIN` (大约 2 亿),最大值是 `INT_MAX` (大约 2 亿)。

如果我们有:
`int x = INT_MAX;`
`int y = 10;`

在数学上,`x > y` 是明显的。

`if(x > y)`: 直接比较 `INT_MAX` 和 `10`,判断为真。这是正确的。

`if(x y > 0)`:
`x y` 变成了 `INT_MAX (10)`,也就是 `INT_MAX + 10`。
由于 `INT_MAX + 10` 已经超出了 `int` 类型所能表示的最大值,这里会发生正溢出。溢出后的结果会“绕一圈”,变成一个负数(具体数值取决于 CPU 和编译器的实现,但通常会是一个非常小的负数)。
然后,程序会比较这个溢出后的负数与 `0`。负数肯定不大于 `0`,所以 `if(xy>0)` 的判断会错误地被认为是假的。

总结一下:

从逻辑意思上讲,两者是相同的。但在执行过程和安全性上,`if(x>y)` 是更直接、更不容易出错的选择,特别是当 `x` 和 `y` 可能取到 `int` 类型的边界值时。`if(xy>0)` 多了一个减法运算,并且存在因为溢出导致结果不准确的潜在风险。

所以,尽管在绝大多数日常编程中,这两条语句的表现是无差别的,但从严谨和健壮性的角度来看,直接的比较 `if(x>y)` 总是更优的选择。这是因为开发者通常期望代码的行为是可预测的,并且避免那些可能因为特定数据值而失败的路径。

网友意见

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面向应然编程而不要面向实然编程。

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呃,,,,评论一群人表示不懂什么是应然实然……

简单说就是你要比较大小应该找这个语言规范里面提供的比较大小的方法,不论是Compare、><或者&gt; &lt;又或者 -gt -lt。他们被规定为比较大小,他们应该完成比较大小的操作(应然)。

而不是研究各种实际上可以实现比较大小的旁门左道(实然)。


何况,很多时候编译器只会面向应然开发(满足规范要求满足的行为),而你所研究的实际可行的方案在某些行为下完全可能发生变化。


当然展开来说还能写几屏幕,但无论从哪一方面出发,既然你选择了一种编程语言,面向应然而不是实然开发是非常重要的。如果面向应然写出来的代码性能或者各方面不如面向实然写出的代码,那只能说明你要换一个编译器,你可以去修改编译器的行为,增加参数或者额外的语法来得到更好的编译结果。这叫做代码的归代码,编译器的归编译器。


世界上最糟糕的代码是那些面向实然编程的程序员写出的各种与自己的意图完全没有关系但某些情况下恰好完成了工作的代码。


I don't know why, but it works. actually.

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