高效的C编程之：布尔表达式

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。

boolPointInRect1(Pointp,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

LDRa4,[a3,#0]

CMPa1,a4

BLT|L000034.J5.PointInRect1|

LDRa4,[a3,#4]

CMPa4,a1

BLE|L000034.J5.PointInRect1|

LDRa1,[a3,#8]

CMPa2,a1

BLT|L000034.J5.PointInRect1|

LDRa1,[a3,#&c]!

CMPa2,a1

MOVLTa1,#1

MOVLTpc,lr

|L000034.J5.PointInRect1|

MOVa1,#0

MOVpc,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。

boolPointInRect2(Pointp,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

LDRa4,[a3,#0]

SUBa1,a1,a4

LDRa4,[a3,#4]

CMPa1,a4

LDRCCa1,[a3,#8]

SUBCCa1,a2,a1

LDRCCa2,[a3,#&c]!

CMPCCa1,a2

MOVCSa1,#0

MOVCCa1,#1

MOVpc,lr

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：

ADDR0,R0,R1

CMPR0,#0

可以合并为一条带符号扩展的加法指令：

ADDSR0,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(orx>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。

intg(intx,inty)

{

if((x+y)<0)

return1;

else

return0;

}

编译后的结果如下。

g

ADDSa1,a1,a2

MOVPLa1,#0

MOVMIa1,#1

MOVpc,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。

intsum(intx,inty)

{

intres;

res=x+y;

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

res++;

returnres;

}

编译的汇编文件如下所示。

sum

ADDSa2,a1,a2

ADCa2,a2,#0

MOVa1,a2

MOVpc,lr