0-a 与 -a 的性能区别

〇、前言

今天逛 V2EX 发现了一个很有意思的问题：用 0-a 替换 -a 能提升性能，原帖链接。楼主和评论区大神都做了实验，并讲解了原理（一个是减法 一个直接取反），现在记录下这个奇技淫巧。

一、测试代码

void func1(double a) {
    volatile auto a1 = -a;
}

void func2(double a) {
    volatile auto a2 = 0-a;
}

二、汇编

汇编代码产生于 https://godbolt.org

func1(double):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        movsd   QWORD PTR [rbp-24], xmm0
        
        movsd   xmm0, QWORD PTR [rbp-24]
        movq    xmm1, QWORD PTR .LC0[rip]
        xorpd   xmm0, xmm1
        movsd   QWORD PTR [rbp-8], xmm0
        
        nop
        pop     rbp
        ret
func2(double):
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        movsd   QWORD PTR [rbp-24], xmm0
        
        pxor    xmm0, xmm0
        subsd   xmm0, QWORD PTR [rbp-24]
        movsd   QWORD PTR [rbp-8], xmm0
        
        nop
        pop     rbp
        ret
.LC0:
        .long   0
        .long   -2147483648
        .long   0
        .long   0

三、原理

对于浮点数来讲：由于存在 rounding error（化整误差），GDB 对一些操作不会优化。a 取反是和 -0.0 取异或；而 0 - a 调用的是 sub，汇编指令比 -a 要少一条

对于整数而言：0-a、-a 最终都会被优化成一样的汇编代码

四、参考链接

1. -a 和 0-a 有什么区别？